Понятие о резьбе

Содержание

Понятие о резьбе Основные элементы резьбы Профили резьб Резьбонакатные плашки Процесс нарезания резьбы
Контроль резьбы Литература
Понятие о резьбе Наиболее распространенными соединениями деталей машин являются резьбовые. Широкое применение резьбовых соединений в машинах и механизмах объясняется их простотой и надежностью, удобством регулирования затяжки, а также возможностью их разборки и повторной сборки без замены детали. Нарезанием резьбы называется ее образование снятием стружки (а также пластическим деформированием) на наружных или внутренних поверхностях заготовок деталей. У всякой резьбы различают следующие основные элементы: про филь; угол и высоту профиля; шаг; наружный, средний и внутренний диаметры резьбы. Профиль резьбы (рис. 1) рассматривается в сечении, про ходящем через ось болта или гайки. Ниткой (витком) назы вается часть резьбы, образуемой при одном полном обороте профиля. Угол профиля — угол между боковыми сторонами (граня ми) профиля резьбы, измеряемый в плоскости, проходящей через ось болта. В метрической резьбе этот угол равен 60°, в дюймовой — 55 °., Рис. 1. Основные элементы резьбы Высота (глубина резьбы) &1 профиля— расстояние от вершины резь­бы до основания профиля, из­меряемое перпендикулярно оси болта. Шаг Р резьбы — расстояние между параллельны­ми сторонами или вершинами двух рядом лежащих витков, измеренное вдоль оси резьбы. 8 метрической резьбе шаг вы­ражается в миллиметрах; дюймовая резьба характеризуется числом ниток (витков) на одном дюйме. Наружный диаметр и резьбы — диаметр цилиндра, описанного около резьбовой поверхности. Наружный диаметр измеря ется у болтов по вершинам профиля резьбы, у гаек — по впадинам. Внутренний диаметр д резьбы — диаметр цилиндра, вписанного в резьбовую поверхность,, Внутренний диаметр измеряется у болтов по впадинам, у гаек — по вершинам профиля резьбы. Средний диамегр резьбы — диаметр соосиого с резь бой цилиндра, образующие которого делятся боковыми сторонами профиля на равные отрезки.
Основные элементы резьбы Нарезание резьб плашками. Для на резания наружной резьбы на винтах, бол тах, шпильках и других деталях применя ют п л а ш к и . Участок детали, на котором необходимо нарезать резьбу плашкой, предварительно обраба тывают. Диаметр обработанной поверхно сти должен быть несколько меньше на ружного диаметра резьбы: на 0,1—0,2мм для метрической резьбы 0 6—10мм, на 0,12—0,24 мм для резьбы 0 11 —18 мм, на 0,14—0,28 мм для резьбы 0 20—30 мм. Для образования захода резьбы в начале нарезаемой поверхности снимают фаску, соответствующую высоте профиля резьбы. Плашку устанавливают в плашкодер-жатель (патрон), который закрепляют в пиноли задней бабки или в гнезде револьверной головки. При нарезании резьбы скорость резания v = 3 — 5 м/мин для стальных, v = 2~-3 м/мин для чугун ных и у = 10-т-15 м/мин для латунных заготовок. Рис. 2 Резьбонарезные плашки: а — круглая, б — квадратная, а — шестигранная, г, д — трубчатая, •у — передний угол Профили резьб Профиль резьбы зависит от формы режущей части инструмента, с помощью которого нарезается резьба. Чаще всего применяется цилиндрическая треуголь ная резьба (рис. 3, а) ; обычно ее называют крепежной, так как нарезают на крепежных деталях, например на шпильках, болтах и гайках.

Рис. 3. Виды резьб в зависимости от профиля: а — цилиндрическая треугольная, б — прямоугольная, в — трапецеидальная, г - упорная, д – круглая Конические треугольные резьбы дают возмож ность получить плотное соединение. Такие резьбы встречаются на кони ческих пробках, иногда — в масленках. Прямоугольная резьба (рис. 3,б) имеет прямоуголь ный (квадратный) профиль. Она не стандартизована, трудна в изготовле нии, непрочная и применяется редко. Трапецеидальная ленточная резьба (рис. 3,в) имеет сечение в виде трапеции с углом профиля, равным 30°. Коэффици ент трения у нее мал, поэтому она применяется для передачи движений или больших усилий в металлорежущих станках (ходовые винты), дом кратах, прессах и т. п. Витки этой резьбы имеют большое сечение у осно вания, что обеспечивает ее высокую прочность и удобство при нарезании. Основные элементы трапецеидальной резьбы стандартизованы. Упорная резьба (рис. 3, г) имеет профиль в виде неравно-бокой трапеции с рабочим углом при вершине, равным 30°. Основания витков закруглены, что обеспечивает в опасном сечении прочный про филь. Поэтому данная резьба применяется в тех случаях, когда винт дол жен передавать большое одностороннее усилие (в винтовых прессах, домкратах и т. п;). Круглая резьба (рис. 3,д) имеет профиль, образованный двумя дугами, сопряженными с небольшими прямолинейными участка ми, и углом, равным 30°. В машиностроении эта резьба используется редко, Применяется она в основном в соединениях, подвергающихся сильному износу, в загрязненной среде (арматура пожарных трубопро водов, вагонные стяжки, крюки грузоподъемных машин и т. п.). Эта резьба не стандартизована. Рис. 4. Резьбы метрическая (а), дюймовая (б), трубная (в) и деталь с дюймовой резьбой (г) По числу ниток резьбы разделяют на одноходовые (о д н о заходные) и многоходовые (многозаходные). Ходом резьбы называют осевое перемещение винта за один его оборот. Для однозаходных резьб ход равен шагу (расстояние между смежными витками), а для многозаходных — произведению шага на число заходов. Последнее можно определить, если посмотреть на торец винта (гайки); обычно ясно видно, сколько ниток берет свое начало с торца. У однозаходной резьбы на торце винта или гайки виден только один конец витка, а у многозаходных — два, три и больше. Однозаходные резьбы имеют малые углы подъема винтовой линии и большее трение (малый КПД). Они применяются там, где требуется надежное соединение (в крепежных деталях). У многозаходных резьб по сравнению с однозаходными угол подъема винтовой линии значительно больше. Такие резьбы применяют в тех случаях, когда необходимо быстрое перемещение по резьбе при наименьшем трении, при этом за один оборот винта (или гайки) гайка (или винт) переместится на величину хода винтовой линии резьбы. Многозаходные резьбы используют в механизмах, служащих для переда чи движения. Основные типы резьб и их обозначение. В машиностроении, как правило, применяют три системы резьб — метрическую, дюймовую и трубную. Метрическая резьба (рис. 4,в) имеет треугольный про филь с плоскосрезанными вершинами; угол профиля равен 60°, диамет ры и шаг выражаются в миллиметрах. Метрические резьбы делят на резьбы с нормальным шагом (для наружных диаметров 1 .68мм) и с мелкими шагами (для наружных диаметров 1 .600 мм).
Метрические резьбы с нормальным шагом обозначают М20 (число -наружный диаметр резьбы), с мелкими шагами — М20Х1Д (первое число — наружный диаметр, второе — шаг). Метрические резьбы применяют в основном как крепежные: с нормальным шагом — при значительных нагрузках и для крепежных деталей (болтов, гаек, винтов), с мелкими шагами — при малых нагрузках и тонких регулировках.
Дюймовая резьба (рис. 4, б, г) имеет треугольный плоско-срезанный профиль с углом 55 ° (резьба Витворта) или 60° (резьба Сел-лерса). Все размеры этой резьбы выражаются в дюймах (1" = 25,4 мм). Шаг выражается числом ниток (витков) на длине одного дюйма. Стандартизованы дюймовые резьбы диаметрами от viб до 4" и чис лом ниток на 1", равным 24 .3. Наружный диаметр резьбы выражается в дюймах. От метрической дюймовая резьба отличается большим шагом. В СССР при проектировании новых конструкций применение дюймо вой резьбы не разрешается. Ее используют при изготовлении запасных частей для машин и оборудования, полученных из стран, где применяет ся дюймовая резьба. Трубная цилиндрическая резьба (рис. 4,в) стан дартизована, представляет собой мелкую дюймовую резьбу, но в отличие от последней сопрягается без зазоров (для увеличения герметичности соединения) и имеет закругленные вершины. За номинальный диаметр трубной резьбы принимается внутренний диаметр трубы (диаметр отверстия, или, как говорят, "диаметр трубы в свету"), т.е. наружный диаметр трубной резьбы будет больше номи нального диаметра на удвоенную толщину стенок трубы. Трубная цилиндрическая резьба применяется для наружных диамет ров 1/л .6" с числом ниток на одном дюйме от 28 до 3/4; угол профиля равен 55 °. Ее используют на трубах для их соединения, а также на арма туре трубопроводов и других тонкостенных деталей. Трубную цилиндрическую резьбу обозначают так: Труб 3/8 (циф ры — номинальный диаметр резьбы в дюймах). Стандартизованы трубные резьбы диаметрами от V» До 6" с чис лом ниток на одном дюйме от 28 до 11". Резьбонакатные плашки Цельная плашка представляет собой стальную закаленную гайку, в которой через резьбу 1 прорезаны сквозные про дольные отверстия, образующие режущие кромки и служащие для выхо да стружки. С обеих сторон плашки имеются заборные части 2 длиной 11/2 .2 нитки. Эти плашки применяют при нарезании резьбы диаметром до 52 мм за один рабочий ход. Диаметры цельных круглых плашек предусмотрены стандартом: для основной метрической резьбы — от 1 до 76 мм, для дюймовой — от 1/4 до 2", для трубной — от 1/8 до 1/2 Круглые плашки при нарезании резьбы вручную закрепляют в спе циальном воротке. Разрезные плашки (рис. 5) в отличие от цельных имеют прорезь (0,5 .1,5 мм), позволяющую регулировать диаметр резьбы в пределах 0,1 .0,25 мм. Вследствие пониженной жесткости наре заемая этими плашками резьба имеет недостаточно точный профиль. Рис. 5. Плашки цельная, б — разрезная; / - резьба, 2 — заборная часть Резьбонакатные плашки (рис. 6, а-в), применяющие ся для накатывания точных профилей резьбы, имеют корпус, на котором устанавливают накатные ролики с резьбой. Ролики можно регулировать на размер нарезаемой резьбы. Плашки вращают двумя рукоятками, ввертываемыми в корпус. С помощью резьбонакатных плашек нарезают резьбы 04 .33 мм и шагом 0,7 .2 мм по 6, 8-му квалитетам. Накатывание выполняют на станках, а также вручную. Резьба получается более прочной, поскольку волокна металла в винтах не перерезаются. Кроме того, благодаря давле нию плашек волокна упрочняются. Так как резьба только: выдавливает ся, поверхность получается более чистой. Накатывание резьбы произво дится так же, как и нарезание клуппами (см. далее). На рис. 6, б показана резьбонакатная плашка типа НПН, применя емая для накатывания резьб Мб и М12 на сверлильныхи токарных стан ках. Плашка, изображенная на рис. 6, в, предназначена для накатывания резьб на тонкостенных трубах на сверлильных и токарных станках, а также вручную. Рис. 6. Резьбонакатные плашки: а - типа МПН, б - типа НПН, в - для накатывания резьбы на тонкостенных трубах Раздвижные (призматические) плашки в отличие от круглых состоят из двух половинок, называемых полуплашками. На каждой из них указаны размер наружной резьбы и цифра 1 или 2 для правильного закрепления в приспособлении (клуппе). На наружной стороне полуплашек имеются угловые канавки (пазы), которыми они устанавливаются в выступы клуппа. Для равномерного распределения давления винта на полуплашки во избежание перекоса между полуплашками и винтом помещают сухарь. Раздвижные (призматические) плашки изготовляют комплектами по 4 .5 пар в каждом; каждую пару по мере необходимости вставляют в клупп. Раздвижные плашки изготовляют для метрической резьбы диа метром от Мб до М52, для дюймовой — от 1/4 До 2" и для трубной — от 1/8 до 1/3.
Процесс нарезания резьбы При нарезании резьбы плаш кой надо иметь в виду, что в процессе образования профиля резьбы металл изделия, особенно сталь, медь и др., "тянется", диаметр стержня увеличивается. Вследствие этого усиливается давление на поверхность плашки, что приводит к ее нагреву и прилипанию частиц металла, поэто му резьба получается рваной. При выборе диаметра стержня под наружную резьбу следует руко водствоваться теми же соображениями, что при выборе отверстий под внутреннюю резьбу. Хорошее качество резьбы можно получить в том случае, если диаметр стержня меньше наружного диаметра нарезаемой резьбы. Если диаметр стержня будет значительно меньше требуемого, то резьба получится неполной; если же диаметр стержня будет больше, то плашка или не сможет быть навинчена на стержень и конец стержня будет испорчен, или во время нарезания зубья плашки вследствие пере грузки могут сломаться. Для предупреждения брака и поломки зубьев плашки необходимо следить за перпендикулярным положением - плашки по отношению к стержню: плашка должна врезаться в стержень без перекоса. Контроль резьбы Шаг резьбы измеряют резьбовыми шаблонами. Резьбовой шаблон представ ляет собой пластинку 2 (рис.7), на которой нанесены зубцы с шагом резьбы, обозначаемым на плоскости шаблона. На бор шаблонов для метрической или дюймовой резьбы скрепляют в кассету 1. Резь­бовыми шаблонами определяют только шаг резьбы. Комплексную оценку правильности выполненной резьбы производят (рис. 7, а—г] резьбовыми калибрами. Их разделя­ют на проходные, которые имеют полный профиль резьбы и являются как бы про­тотипом детали с резьбовым соединением, и непроходные, контролирующие только средний диаметр и имеющие укороченный профиль, Перед контролем проверяемые детали необходимо очистить от стружки и грязи. С калибрами следует обращаться осторожно, чтобы на рабочей резьбовой поверхности не появились забоины и царапины.
Для измерения наружного, среднего, внутреннего диаметров и шага резьбы применяют резьбовые микрометры. Рис. 7. Резьбовые шаблоны
Рис. 8. Резьбовые калибры: а—предельная резьбовая роликовая ско ба, б—проходное кольцо, в — резьбовой калибр, г — непроходное кольцо
Рис, 9. Схема измерения микрометром среднего (а), внутреннего (б) и наружного диаметров резьбы Резьбовой микрометр имеет в шпинделе и пятке посадочные отверстия, в которые устанавливаются комплекты сменных вставок, соответствующие измеряемым элементам резьбы. Для удобства измерений резьбовой микрометр закрепляют в стойке и настраивают по шаблону или эталону резьбы. При настройке микро метра по резьбовым эталонам погрешность измерений составляет 0,01 — 1 мм. Литература Фещенко В. Н., Махмутов Р. X. Токарная обработка: Учеб. для ПТУ.--2-е изд. перераб. и доп.—М.: Высш. шк., 1990.—303 с.: ил. Макиевко Н.И. Общий курс слесарного дела: Учеб. для ПТУ. — 3-е изд., испр. — М.: Высш. шк., 1989. - 335 с.: ил. Б а б у л и н Н.А. Построение и чтение машиностроительных чертежей. М-, 1982.