Резьбонакатные станки

 

Накатывание резьб получило широкое распространение в крупносерийном производстве. Накатанные резьбы по сравнению с нарезанными вследствие уплотнения поверхностного слоя обладают большей усталостной прочностью и долговечностью. Процесс накатывания резьб более производителен чем резьбофрезерование, а кинематика накатных станков существенно проще кинематики резьбофрезерных станков. Накатывание наружной резьбы на деталях выполняют двумя плоскими резьбовыми плашками, резьбовыми роликами, резьбовым роликом и неподвижной сегментной плашкой.

При накатывании резьбы плоскими плашками (рис. 3.341, а), на рабочей поверхности которых выполнены развернутые витки резьбы, одна плашка совершает поступательно-возвратное движение относительно неподвижной плашки. Длина хода подвижной плашки зависит от диаметра накатываемой резьбы и устанавливается так, чтобы за один прямой ход плашки заготовка сделала один оборот, во время которого происходит формообразование резьбы.

При накатывании резьбы двумя роликами (рис. 3.41, б), которым сообщают вращение в одинаковом направлении и одному из них принудительное перемещение в радиальном направлении. Формообразование резьбы происходит за несколько оборотов заготовки и один двойной ход подвижного в радиальном направлении ролика.

Рис. 3.41. Основные схемы накатывания резьбы

 

При накатывании резьбы роликом и сегментной плашкой (рис. 3.41, в) рабочее вращательное движение получает ролик. Полное формообразование резьбы на заготовке происходит во время прокатывания заготовки между роликом и сегментной плашкой. В процессе накатывания заготовка сделает несколько оборотов вокруг своей оси.

 

Рис. 3.42. Кинематическая схема резьбонакатного станка

 

Наиболее производительно накатывание резьбы плашками. При накатывании роликами получают более точные резьбы. Поэтому накатывание резьб роликами получило широкое распространение, в том числе, в инструментальном производстве при накатывании резьбы на метчиках.

На рис. 3.42 приведена схема выпускаемого серийно универсального резьбонакатного станка-полуавтомата модели 5933.

Станок предназначен для наружного накатывания метрических и дюймовых резьб двумя накатными роликами в крупносерийном производстве. Диаметр накатываемой резьбы 6 – 30 мм; максимальная длина резьбы 40 мм; максимальный шаг резьбы 2,5 мм. Можно накатывать правые и левые резьбы.

При накатывании резьбы накатываемая деталь устанавливается на ножевой опоре между накатными роликами.

Кинематическая структура станка содержит две простые кинематические группы: скорости накатывания (аналог скорости резания) Ф_v(В₁) и радиальной подачи на высоту витка резьбы (аналог подачи врезания) Вр_s (П₂).

Особенностью группы Ф_v, является то, что ее исполнительным органом является накатываемая деталь. В результате внутреннюю связь группы можно представить в виде:

ножевая опора → накатываемая деталь.

Внешняя связь:

 

М → (100/375)→i_v=а/б→(18/55)→шпиндель 1→ведущий ролик→;

↓ ↓;

(28/28)→шпиндель2 → ведомый ролик → деталь (В₁).

Группа настраивается на траекторию (шаг накатываемой резьбы) – установкой накатных роликов соответствующего шага; на скорость – гитарой i_v = а/б; на направление (накатывание правой или левой резьбы) – установкой накатных роликов соответствующего направления винтовой нарезки.

Группа Вр_s (П₂). Ее внутренняя связь:

направляющие станины станка → подвижная бабка.

Внешняя связь:

М → (100/375) → i_v = а/в → (18/55) → (28/28) → i_s = а₁/б₁ → червячная передача → кулачок 3 → подвижная бабка (П₂).

Группа настраивается на скорость – гитарой i_s; на путь – кулачком 3; на исходное положение – изменением положения кулачка 3 на станине.

Гитара i_v. РП:

п_М мин^-1 электродвигателя → п_р мин^-1 накатных роликов.

УКЦ:

п_р = 1420(i_v = а/б) (100/375) (18/55).

ФН:

i_v = а/б = п_р/125.

Набором сменных зубчатых колес гитары можно регулировать частоту вращения роликов в пределах 39 – 265 мин^-1.

Гитара i_s. Круговая частота вращения кулачка устанавливается в зависимости от времени накатывания резьбы, т.е. от времени цикла обработки. Скорость вращения кулачка постоянна. Следовательно, РП для гитары имеет вид

(п_р/60) t_ц об. накатных роликов → 1об. кулачка 3.

УКЦ:

1 = (п_р/60) t_ц (28/28) (i_s = (а₁/б₁)) i_чп,

ФН:

i_s = с₁/n_р t_ц,

где с₁ = 60/i_чп; i_чп – передаточное отношение червячной передачи; t_ц – время цикла накатывания резьбы, сек.

При наладке станка необходимо вершины резьб накатных роликов сместить относительно друг друга на половину шага. Это достигается поворотом одного из шпинделей при разомкнутой кулачковой муфте, расположенной на шпинделе 1. Муфта имеет 100 зубъев, следовательно, при повороте на один зуб вершины резьбы сместятся на величину 0,01 шага резьбы.

Цикл накатывания резьбы осуществляется за один оборот кулачка 3. При накатывании резьбы деталь вывинчивается из зоны обработки с самоподачей, равной шагу резьбы.