Как нарезать трапецеидальную резьбу в гайке?

Нарезание прямоугольной и трапецеидальной резьб считается одной из наиболее сложных токарных работ. Эти резьбы изготовляют однозаходными и многозаходными.

Резец для нарезания прямоугольной резьбы (рис. 321). Резец должен быть заточен по шаблону, профиль которого соответствует профилю резьбы (рис. 322). Передний угол у резца обычно равен 0°, главный задний угол а=6 — 8°. Вспомогательные задние углы резца а₁ и а₂ назначаются для устранения трения резца о боковые поверхности резьбы.
Чем больше угол подъема резьбы, тем больше должен быть задний вспомогательный угол а₁. Этот угол берется обычно на 2 — 3° больше угла т подъема резьбы (см. рис. 323); задний вспомогательный угол Qg равен =3′ независимо от угла подъема резьбы.

Установка резца. Существует два способа установки резьбового резца при нарезании прямоугольной резьбы.
Первый способ. Главная режущая кромка резца аб может быть установлена параллельно оси детали (рис. 323, слева), точно по линии центров станка; в этом случае получаемый профиль резьбы будет точно совпадать с профилем режущей части резца и винт получит правильную форму. Однако углы резания у правой и левой боковых режущих кромок будут различны: у правой кромки угол резания 6i тупой и резец в этом месте будет не резать металл, а скоблить его; у левой кромки условия резания более благоприятны, так как угол резания 6з будет значительно меньше 90°, зато эта кромка будет сильно ослаблена и быстро затупится.

Второй способ. Главную режущую кромку а’ б’ устанавливают перпендикулярно боковым стенкам резьбы, как показано на рис. 323, справа. В этом случае обе боковые режущие кромки будут резать одинаково хорошо, но профиль резьбы а, не будет точно совпадать с профилем резца, — дно канавки получится не плоским, а вогнутым. По этой причине такой установкой обычно пользуются только для чернового нарезания канавки. При чистовых проходах резец должен быть установлен согласно рис. 323, слева. В этом случае необходимо следить, чтобы вершина резца находилась точно на высоте центров.
Токари-новаторы для установки резцов при нарезании резьб, прямоугольного и трапецеидального профилей пользуются специальными державка ми (рис. 324) . Эти державки удобны тем, что при изменении угла подъема резьбы для них не требуется специальной заточки резца. Кроме того, устраняется частая переточка резцов, когда меняется диаметр или число заходов резьбы.

Державка, показанная на рис. 324, состоит из трех частей: поворотной части 2, корпуса 5 и гайки 6. В поворотной части имеется гнездо для резца 1, закрепляемого винтом 3, и буртик 4. На буртике нанесена шкала с градусными делениями, с помощью которой можно отсчитывать поворот согласно углу подъема резьбы т, не производя специальной заточки резца.
Токарю достаточно иметь несколько заготовленных резцов для основных профилей, которые при наличии такой державки будут годны для различных диаметров резьбы и различных заходов (двух, трех, четырех и т. д.)
Приемы нарезания прямоугольной резьбы. Приступая к нарезанию прямоугольной резьбы, необходимо прежде всего правильно установить резьбовой резец. Правильное положение резца относительно детали и профиль резца проверяют шаблонами (см. рис. 322).

Нарезают прямоугольную резьбу сразу одним резцом, ширина которого равна ширине канавки, или несколькими резцами. Резьбу с шагом до 3-4 мм можно нарезать одним резцом с мерной шириной режущей кромки. Крупную (с шагом больше 4 мм) и точную резьбу лучше прорезать сначала черновым резцом шириной, равной 3/4 ширины полного профиля резьбы, а затем окончательно пройти ее чистовым резцом во всю ширину канавки (рис. 325, а). Можно поступить и так: прорезать резьбы тем же черновым резцом, а затем каждую боковую поверхность канавки обработать отдельным подрезным резцом (рис. 325, б). Второй способ дает более чистую и точную резьбу, но требует большей затраты времени; такая операция, кроме того, требует высокой квалификации токаря.

Нарезание наружной трапецеидальной резьбы. Трапецеидальная резьбы имеет профиль трапеции с углом при вершине 30°. Наклон боковых сторон профиля трапецеидальной резьбы облегчает сход стружки и позволяет нарезать ее более чисто и точно, чем прямоугольную.

Угла заточки и способы установки резцом такие же, как и при нарезации прямоугольных резьб.

В зависимести от размеров, точности и чистоты трапецеидальную резьбу можно нарезать одним, двумя, тремя и четырьмя резцами. Мелкая трапецеидальная резьба нарезается одним резцом с режущей частью, соответствующей профилю резьбы; крупная резьба нарезается двумя, тремя или четырьмя резцами.

Нарезание трапецеидальной резьбы четырьмя резцами показано на рис. 326.

Прорезным резцом, имеющим ширину, равную ширине канавки на внутреннем диаметре, предварительно прорезают впадину (канавку) на глубину внутреннего диаметра резьбы (рис. 326, а). После этого устанавливают трапецеидальный резец с кромкой, несколько меньшей ширины профиля нарезаемой резьбы, и нарезают им сначала правую, а потом левую сторону резьбы (рис. 326, б, в). Окончательная отделка профиля производится резьбовым резцом (рис. 326, г), профиль режущей части которого соответствует профиля резьбы.

На рис. 327 показаны более производительные приемы нарезания трапецеидальной резьбы прорезным и двумя подрезными резцами. Сначала прорезным резцом, имеющим ширину, равную полной ширине канавки у дна, прорезают канавку до внутреннего диаметра (рис. 327, а). Далее применяют два подрезных резца — левый и правый. Левым подрезным резцом срезают левый боковой уступ, а правым подрезным резцом — правый уступ. Хотя этот способ и проще предыдущего, однако он доступен лишь токарям высокой квалификации.

На рис. 328 показаны приемы нарезания трапецеидальной резьбы последовательно тремя резцами. Предварительно нарезают резьбы прорезными резцами 1 и 2 и окончательно — профильным резцом 3. Прорезным резцом 1, имеющим ширину, равную ширине канавки по среднему диаметру резьбы минус 2 мм, прорезают канавку до середины профиля резьбы. После этого прорезным резцом 2, имеющим ширину, равную ширине дна канавки, прорезают канавку до внутреннего диаметра резьбы. Затем профильным резцом 3 резьбы нарезается окончательно.

Для нарезания трапецеидальной резьбы применяют резцы с пластинками из твердого сплава Т15К6. Нарезание производится двумя резцами — черновым и чистовым. Черновой резец (а) имеет угол профиля 50°, передний угол γ = -3° и задний угол а = 3-5° (для повышения прочности резца). Чистовой резец (б) имеет угол профиля, равный углу профиля резьбы (в данном случае 40°).

Нарезают резьбы за 6-7 проходов с глубиной врезания 0,6-0,7 мм, причем последний проход — зачистной; при этом скорость резания — от 155 до 450 м/мин при обработке стали резцами, оснащенными твердым сплавом Т15К6.

Проверка профиля резьбы. Для проверки профиля впадины трапецеидальной и прямоугольной резьб применяют шаблоны, изготовляемые для каждого профиля и каждого шага резьбы. На рис. 330 показана проверка шаблоном профиля трапецеидальной резьбы. Шаблон устанавливают перпендикулярно к винтовой линии резьбы и по его прилеганию к боковым стенкам резьбы (отсутствие просвета) определяют правильность профиля впадины.

Нарезание внутренней трапецеидальной резьбы. Нарезают внутреннюю резьбы так же, как и наружную того же профиля. Резьбы с шагом до 3 мм нарезается сразу одним резцом с профилем режущей части, соответствующей профилю резьбы. Резец в резцедержателе устанавливается точно по шаблону.

Трапецендальная резьба с шагом больше 3 мм нарезается двумя резцами (рис. 331) . Вначале начерно резьбу нарезают прорезным резцом, ширина которого немного меньше ширины канавки на внутреннем диаметре (рис. 331, а), а затем начисто — трапецеидальным резцом, устанавливаемым строго по шаблону (рис 331, б). Резец должен иметь передний угол γ=0°, задний вспомогательный угол а₁ берется на 2 — 3° больше угла т подъема резьбы, задний вспомогательный угол а₂= 8 — 10°.

НАРЕЗАНИЕ ПРЯМОУГОЛЬНОЙ, ТРАПЕЦЕИДАЛЬНОЙ И МНОГОЗАХОДНОЙ РЕЗЬБЫ

Нарезание резьбы прямоугольного и трапецеидального профиля

Нарезание резьбы такого профиля имеет ряд отличительных особенностей от нарезания треугольных резьбы. Прямоугольные и трапецеидальные резьбы часто бывают с двух-, трех- и с большим числом заходов, а следовательно, и угол подъема винтовой линии может быть значительно больше угла подъема винтовой линии треугольных резьбы и достигать значений |/>40°.

При нарезании резьбы прямоугольного и трапецеидального профиля применяют стержневые резцы. Форма профиля резца должна соответствовать профилю, который получается в пересечении винтовой поверхности резьбы с передней поверхностью резца. Главная режущая кромка резца должна быть параллельной оси нарезаемой резьбы. Передний угол резца равен нулю, а задний — 6-8°.

Для обеспечения нормальных условий резания необходимо, чтобы действительный задний угол был не менее 3°. При нарезании правозаходной резьбы задний угол у левой режущей кромки резца должен быть на 2° больше угла подъема резьбы, а задний угол у правой режущей кромки — около 3°. При нарезании лево- заходной резьбы значения этих углов изменяют на противоположные.

Наиболее распространены два способа установки резца при нарезании резьбы с углом |/>4° подъема винтовой линии. При первом способе главную режущую кромку резца устанавливают параллельно оси детали (рис. 10.11,а), что позволяет нарезать резьбу, профиль которой совпадает с профилем резца. Недостатками этого способа являются неодинаковые условия работы боковых режущих кромок резца. Угол резания у правой боковой кромки резца больше 90°(-уо), что ухудшает условия резания. Для улучшения их на передней поверхности вдоль этой режущей кромки выполняют канавку (рис. 10.11,6). Угол резания у левой боковой кромки резца получается меньше 90°, что ослабляет режущую кромку, снижает ее стойкость. В результате резец приходится часто перетачивать. Кроме того, с увеличением угла подъема резьбы возрастает нагрузка на резец, он отклоняется влево и вниз, что может привести к подрезанию профиля резьбы.

40°»/>

Рис. 10.11. Способы (a-в) установки резца при нарезании резьбы с углом наклона винтовой линии у>40°.

При втором способе (рис. 10.11,в) главную режущую кромку резца устанавливают перпендикулярно винтовой линии, т.е. боковым поверхностям резьбовой канавки. В этом случае обе боковые режущие кромки находятся в одинаковых более благоприятных условиях работы. Недостатком этого способа является искажение профиля резьбы, которое тем больше, чем больше угол подъема резьбы.

Учитывая достоинства и недостатки каждого способа, второй способ установки резца используют при черновых рабочих ходах для снятия больших припусков. При нарезании резьбы с шагом 3-4 мм, а также при чистовых рабочих ходах (с припуском 0,2-0,3 мм) применяют первый способ установки резца. Главную режущую кромку устанавливают точно на линии центров станка с помощью поворотной головки 3 (рис. 10.12). Фиксируют головку в нужном положении (по риске А относительно шкалы В) винтом 6, который навинчивают на стержень 5 головки по резьбе с крупным шагом и ввинчивают в корпус 4 резца по резьбе с мелким шагом. Такое устройство позволяет надежно закреплять головку 3 в нужном положении. Резец 1 закрепляют в головке винтом 2.

Рис. 10.12. Державка с поворотной головкой для резьбового резца

Рис. 10.13. Блок из двух резцов для нарезания трапецеидальной резьбы:

1- трапецеидальный (профильный) резец, 2 — прорезной резец

Рис. 10.14. Патроны для нарезания многозаходной резьбы:

1,2, 3 и 4 — прорези для нарезаний двух- и четырехзаходной резьбы,

Г, 2′ и 3′ — прорези для нарезания трехзаходной резьбы, 5 — поводковая часть, 6 — корпус,

7 и 8 — гайки

Иногда головку резца выполняют с прорезью, которая позволяет резцу незначительно отжиматься для повышения качества обработанной поверхности.

Трапецеидальные резьбы с шагом более 3-4 мм нарезают двумя способами. По первому способу канавочным резцом, ширина которого на 0,1-0,2 мм меньше ширины профиля резьбы, прорезают винтовую канавку с внутренним диаметром, равным внутреннему диаметру нарезаемой резьбы, а затем винтовой канавке придают форму трапеции (правым и левым резцами), ширина основания которой по наружному диаметру резьбы на 0,3-Ю,4 мм меньше требуемой. Окончательную обработку боковых поверхностей резьбы производят резцом с полным профилем. По второму способу трапецеидальным резцом прорезают профильную канавку, ширина которой по среднему диаметру резьбы на 0,3^0,4 мм меньше требуемой, а затем эту канавку прорезают прорезным резцом на глубину для получения внутреннего диаметра резьбы. Окончательную обработку боковых поверхностей резьбы производят резцом с полным профилем (рис. 10.13).

Диаметр отверстия под трапецеидальную резьбу

Профили и размеры резьбы

Стандарт распространяется на трапецеидальную резьбу и устанавливает профили и размеры ее элементов.

ОСНОВНОЙ ПРОФИЛЬ
наружной и внутренней резьбы

Пример условного обозначения трапецеидальной однозаходной резьбы номинальным диаметром 20 мм, шагом 4 мм и полем допуска среднего диаметра 7е:

НОМИНАЛЬНЫЕ ПРОФИЛИ
наружной и внутренней резьбы

h₃ — высота профиля наружной резьбы; H₄ — высота профиля внутренней резьбы; d₃ — внутренний диаметр наружной резьбы; D₄ — наружный диаметр внутренней резьбы; R₁ — радиус скругления по вершине наружной резьбы; R₂ — радиус скрутления во впадине наружной и внутренней резьбы; a_c — зазор по вершине резьбы.

ДИАМЕТРЫ И ШАГИ
трапецеидальной однозаходной резьбы по ГОСТ 24737-81

Предпочтительные диаметры и шаги указаны в ГОСТ 24738-81. Числовые значения допусков диаметров и шагов — по ГОСТ 9562-81

ДИАМЕТРЫ И ШАГИ
трапецеидальной многозаходной резьбы по ГОСТ 24739-81

Примечания:
1. Шаги, выделенные рамкой, являются предпочтительными.
2. Шаги, указанные в скобках, при разработке новых конструкций применять не рекомендуется.
3. Резьбы, у которых значение хода обозначено знаком *, имеют угол подьема более 10 o . Для этих резьб необходимо учитывать при изготовлении отклонение формы профиля.
4. В технически и экономически обоснованных случаях допускается применять другие значения номинальных диаметров резьбы по ГОСТ 24738-81.
5. При выборе диаметров резьбы следует предпочитать первый ряд второму.

Пример условного обозначения трапецеидальной многозаходной резьбы номинальным диаметром 20 мм, значением хода 8 мм, шагом 4 мм и полем допуска 8е:

Тг 20-8 (Р4) LH — 8е

Длину свинчивания, если она отличается от длины резьбы, указывают в миллиметрах в конце обозначения резьбы, например:

Тг 20-8 (Р4) LH — 8е — 180

Числовые значения длин свинчивания, относящиеся к группам N и L, — по ГОСТ 9562-81.

Посадку в резьбовом соединении обозначают дробью

Тг 20-8 (Р4) LH — 8Н/8е — 180

Числовые значения допусков диаметров d и D₁ — по ГОСТ 9562-81.
Числовые значения допусков диаметров d₂, d₃ и D₂ — по ГОСТ 24739-81.

Применение трапецеидальной резьбы

Трапецеидальная резьба винта – это ходовая резьба, обладающая относительно большой силой трения, она является самотормозящей. Преимущество для подъемных технологий — в положении покоя не требует дополнительного фиксирования.

Трапецеидальная резьба применяется для преобразования вращательного движения в поступательное и используется, прежде всего, для прямолинейного движения. Также она находит свое применение в качестве ходового винта в токарных станках или в качестве приводной резьбы для винтового пресса столов или мостов транспортных средств.

Примеры применения трапецеидальной резьбы шпинделя:

— движение подачи на станках (например, регулировочные и ходовые винты);
— движение на манипуляторе;
— регуляция движения на подъемных механизмах и вилочных автопогрузчиках;
— движение затвора при запирании литьевых машин;
— движение перемещения на сборочных контейнерах;
— вертикальное движение при работе с прессом.

При изготовлении резьбовых отверстий под метрические болты, винты, шпильки сначала в материале просверливается отверстие, а затем при помощи метчика в нем нарезается резьба. Но прежде чем приступить к сверлению, необходимо подобрать оптимальный диаметр сверла под планируемую внутреннюю резьбу, воспользовавшись специальной таблицей соответствия. Приведенные в ней значения применимы для чугуна, сталей, алюминиевых сплавов и меди.

Если размер отверстия будет больше положенного, то есть риск получить недостаточно глубокую резьбовую канавку и как следствие ослабленное соединение. Если размер отверстия слишком мал, то будут трудности при работе с метчиком, так как возникает большое сопротивление резанию, нагревание инструмента, налипание стружки на режущие кромки, заклинивание и даже поломка метчика.

Пользоваться таблицей очень просто. Для этого важно знать основные параметры метрической резьбы – это ее шаг (Р) и номинальный диаметр (d), которые измеряются в долях метра. Под шагом понимают расстояние между двумя вершинами соседних витков. За номинальный диаметр принимают наружный диаметр резьбы, который равен расстоянию между крайними точками наружных выступов винтовой линии.

Таблица рекомендуемых диаметров отверстий под резьбу, мм

Из таблицы видно, что диаметр сверла меньше наружного диаметра резьбы примерно на величину шага, то есть:

На практике многие домашние мастера постоянно пользуются этой простой формулой, когда нет возможности обратиться к таблице.

Например, для М10х1.5: Dотв = 10 – 1.5 = 8.5 мм

Этот способ вполне приемлем, когда резьбонарезание выполняется ручным способом в условиях слесарной мастерской. Если планируемое резьбовое соединение в процессе эксплуатации не будет подвергаться серьезным нагрузкам, то можно допустить незначительное увеличение величины отверстия. На сборочном производстве, где требуется высокая точность размеров резьбового профиля, любые отклонения неприемлемы. Диаметры отверстия под резьбу с полем допуска устанавливает ГОСТ 19257-73.

Диаметр резьбы d

Диаметр резьбы d

Диаметр резьбы d

Примечания: 1) При выборе диаметров следует предпочитать 1-й ряд 2-му.

2) При выборе шагов резьбы следует предпочитать средние значения.

Профиль (гост 9484-81) и основные размеры (гост 24737-81) трапецеидальной однозаходной резьбы

Примечания: 1) Наружный диаметр резьбы винта является одновременно и номинальным диаметром резьбы.

2) Профиль вершины резьбы винта и впадины гайки предпочтительно выполнять с радиусами R₁ и R₂ или фасками с размерами, не превышающими 0,5a_c.

3) Для многозаходных трапецеидальных резьб применяются те же профили, что и для однозаходных.

4) Пример обозначения наружной однозаходной трапецеидальной резьбы с номинальным диаметром d = 32 мм, шагом P = 6 мм и полем допуска 6е:

То же, для внутренней левой резьбы и полем допуска 6H:

Диаметры трапецеидальной резьбы (см. рис. к таблице 5)

Оценка статьи:

Загрузка...