Нарезание резьб на заготовках.

В конструкции деталей нередко встречаются наружные и внутренние резьбы. Нарезание различных по профилю и назначению резьб выполняют с помощью резьбовых резцов, круглых плашек, метчиков, резьбовых фрез, резьбонарезных головок, специальных шлифовальных кругов на токарно-винторезных станках, гайконарезных автоматах, сверлильных, кругло-шлифовальных станках, на станках с ЧПУ и др.
Характерная особенность резьбонарезания состоит в том, что наряду со срезанием припуска режущий инструмент должен обеспечивать точность размеров (шага резьбы, наружного, среднего и внутреннего диаметров) формы заданного профиля резьбы и взаимного расположения поверхностей. Нарезание внутренних и наружных резьб основано на кинематической схеме, предусматривающей три одновременных движения:
- вращательное движение, характеризующее скорость резания;
- поступательное движение в направлении перпендикулярном оси вращения, определяющее подачу на один проход резца или на один режущий зуб;
- поступательное движение вдоль оси вращения, являющееся дополнительным движением, характеризующим шаг нарезаемой резьбы.
Третье движение необходимо для формирования резьбовой (винтовой) поверхности при действии первых двух движений.
Выбор технологического процесса образования резьбы определяется как показателями самой резьбы, так и качеством материала заготовки, ее конфигурацией, типом производства и др. Крепежные резьбы треугольного профиля нарезают резьбовыми резцами, плашками, метчиками на универсальных станках. В массовом производстве такие резьбы накатывают на болты и винты на специальных станках. Упорные резьбы прямоугольного и трапецеидального профиля образуют с помощью резьбовых резцов и шлифовальных кругов соответствующего профиля.
Внутренние резьбы могут быть глухими, поэтому отверстия под них сверлят на большую глубину, чем требует длина нарезки. На валах эту резьбу обычно нарезают резьбонарезными головками и метчиками на резьбонарезных, сверлильных и других станках. Наружные резьбы на валах нарезают плашками, резьбовыми резцами и фрезами. Резьбовыми фрезами обрабатывают резьбы на заготовках деталей в том случае, когда использование других видов резьбонарезного инструмента невозможно или нерентабельно.

2.4. Обработка поверхностей заготовок деталей
с периодически повторяющимся профилем.

Детали с периодически повторяющимся профилем (с равным шагом) широко распространены в машиностроении. К ним относятся зубчатые, червячные и храповые колеса, зубчатые рейки, шлицевые соединения и т.д. Зубчатые колеса широко применяют в передачах современных машин и приборов, поэтому основное внимание в этой лекции уделено обработке эвольвентных зубчатых колес.
В процессе нарезания зубчатых колес удаляется материал заготовки, заполняющий впадину между зубьями. Обеспечение точности зубчатого колеса достигается заданной точностью профиля зуба инструмента, шага зацепления и концентричности расположения делительной окружности относительно оси вращения. Различают два технологических процесса получения фасонных профилей, равномерно расположенных по окружности: копирование и обкатка (огибание).
Копирование  процесс, основанный на профилировании, например, зубьев фасонным инструментом, профиль режущей части которого соответствует профилю впадины нарезаемого зубчатого колеса. По методу копирования зубчатые колеса нарезают дисковой модульной фрезой на горизонтально- или универсально-фрезерных станках (рис. 15.5, а) (фильм) и концевой (пальцевой) модульной фрезой (рис.15.5, б) (фильм) или с помощью резцовой головки (фильм) последовательно по одной впадине. Концевыми фрезами нарезают зубчатые колеса больших модулей и шевронные колеса. Этот процесс не обеспечивает высокой точности и имеет сравнительно низкую производительность.

Рис15.5 Схемы нарезания зубьев по методу копирования:
а - дисковой модульной фрезой; б - концевой модульной фрезой;
1 - фреза; 2 - нарезаемое колесо

Обкатка - технологический процесс, основанный на зацеплении зубчатой пары: режущего инструмента и заготовки. Режущие кромки инструмента имеют профиль зуба сопряженной рейки (рис. 15.6, а) или сопряженного колеса (рис. 15.7, а). Боковая поверхность зуба на заготовке образуется как огибающая последовательных положений режущих кромок инструмента в их относительном движении (рис. 15.6, б; рис.15.7, б). Этот метод обеспечивает непрерывное образование зубьев колеса, высокую производительность и значительную точность обработки.

Рис15.6 Схема нарезания зубьев цилиндрического колеса
червячной фрезой:
схема (а) и огибающая последовательность положений режущей кромки инструмента (б): 1 - фреза; 2 - нарезаемого колесо

Рис15.7 Схема нарезания зубьев цилиндрического колеса долбяком(а) и огибающая последовательность положений режущей кромки инструмента (б): 1 - долбяк; 2 - нарезаемое колесо

Зубофрезерование - наиболее распространенный технологический процесс получения червячных, цилиндрических прямо- и косозубых колес с эвольвентной боковой поверхностью. При этом обработку на зубофрезерных станках проводят червячными модульными фрезами (фильм).
Зубодолблением - нарезают цилиндрические зубчатые колеса внешнего и внутреннего зацепления с прямыми и косыми зубьями. При обработке долбяк и заготовка непрерывно вращаются с одной окружной скоростью (рис. 15.7, а). Инструмент, кроме того, совершает осевые перемещения, необходимые для процесса резания. Зубодолблением можно нарезать блоки колес с малым расстоянием между венцами колес, а также шевронные колеса. Зубья нарезают по методу обкатки, в основу которого положено зацепление двух цилиндрических зубчатых колес (фильм).

Преимуществом метода зубодолбления является возможность нарезания колес внутреннего зацепления и блочных колес преимуществом метода зубодолбления является более высокая точность и меньшая шероховатость боковых поверхностей зубьев по сравнению с поверхностями, полученными при зубофрезеровании.
Зубострогание- применяют для нарезания конических колес, в процессе которого резец совершает возвратно-поступательное движение. Строгание осуществляют специальными резцами с прямолинейной основной режущей кромкой (фильм).
В процессе нарезания зубчатых колес на поверхности зубьев возникают погрешности профиля, появляются неточности шага зубьев и т.п. Для уменьшения и ликвидации погрешностей зубья дополнительно обрабатывают шевингованием, хонингованием, зубошлифованием и зубопритиркой.
Процесс шевингования состоит в срезании (соскабливании) шевером с поверхности незакаленных зубьев очень тонких волосообразных стружек. При шевинговании инструмент и заготовка воспроизводят зацепление винтовой пары.
На закаленных зубчатых колесах погрешности боковых поверхностей зубьев удаляют хонингованием, которое заключается в совместной обкатке заготовки и абразивного инструмента, имеющего форму зубчатого колеса. Хонингуемые прямозубые и косозубые цилиндрические колеса вращаются в полном зацеплении с хоном. Заготовка кроме вращения совершает возвратно-поступательное движение вдоль своей оси.
Значительные погрешности зубчатых колес, возникающие после термической обработки, исправляют зубошлифованием. Этот процесс обеспечивает получение высокой точности с малой шероховатостью поверхности зубьев и может быть использован при обработке цилиндрических и конических зубчатых колес.
Шлифование зубьев цилиндрических колес возможно копированием и обкаткой. Метод копирования по своей сущности соответствует зубонарезанию дисковой модульной фрезой. Эвольвентный профиль зуба воспроизводится абразивными кругами, имеющими профиль впадин обрабатываемого колеса. При шлифовании зубьев методом обкатки элементы воображаемой зубчатой рейки образованы абразивными инструментами.
Результаты, полученные при обработке зубчатых колес зубошлифованием, могут быть улучшены зубопритиркой. С ее помощью можно получать поверхности высокого качества, увеличивать плавность хода и долговечность работы зубчатой пары. Такой технологический процесс отделки применяют для закаленных зубчатых колес.
Шлицевые соединения валов и втулок служат для передачи вращательных движений и крутящих моментов. Шлицы, сделанные с валом за одно целое, повышают жесткость вала и обеспечивают хорошее направление и свободное перемещение монтируемых на нем зубчатых колес, муфт, втулок. По конструкции шлицы могут быть прямобочными и эвольвентными.

Шлицы нарезают фрезерованием, строганием, долблением и протягиванием. В полуавтоматизированном серийном производстве обычно шлицы нарезают на шлицефрезерных и зубофрезерных станках червячной фрезой. Более прогрессивными процессами образования шлицов являются шлицестрогание и шлицепротягивание.
Шлицестроганием можно обрабатывать как сквозные, так и несквозные шлицы. В последнем случае предусматривают канавку для выхода резцов шириной не менее 6…8 мм.
Шлицепротягивание проводят двумя блочными протяжками одновременно двух диаметрально противоположных впадин на валу с последующим его поворотом на определенный угол после каждого хода протяжки. По производительности шлицестрогание и шлицепротягивание производительнее шлицефрезерования примерно в 5  8 раз в зависимости от размера шлицов.