eng
Выпуск #4/2025
И. В. Иванина
Влияние погрешности контроля установочного размера резьбонарезных головок с круглыми радиальными гребенками на условия резания
Влияние погрешности контроля установочного размера резьбонарезных головок с круглыми радиальными гребенками на условия резания
Просмотры: 668
DOI: 10.22184/2499-9407.2025.41.4.44.49
Проведены теоретические исследования влияния рекомендуемых установочных размеров резьбонарезных головок, оснащенных круглыми радиальными гребенками, и погрешности их контроля на закономерность изменения заднего угла и опорных поверхностей резьбовой пары с учетом особенностей кинематики резания и расположения формообразующих элементов на режущей части инструмента. Получены значения установочных размеров резьбонарезной головки, обеспечивающие требуемые задние углы на элементарных режущих профилях рабочей части инструмента. Определены параметры нарезаемой резьбы, при которых ограничена возможность использования специальных средств контроля величины превышения, применяемых в промышленности. Показано, что для обеспечения возможности выполнения режущей и калибрующей частью инструмента своих функций, выбор или проектирование средств контроля величины превышения должны проводиться с учетом полученной в аналитическом виде взаимосвязи конструктивных и геометрических параметров резьбовой пары «гребенка – деталь».
Проведены теоретические исследования влияния рекомендуемых установочных размеров резьбонарезных головок, оснащенных круглыми радиальными гребенками, и погрешности их контроля на закономерность изменения заднего угла и опорных поверхностей резьбовой пары с учетом особенностей кинематики резания и расположения формообразующих элементов на режущей части инструмента. Получены значения установочных размеров резьбонарезной головки, обеспечивающие требуемые задние углы на элементарных режущих профилях рабочей части инструмента. Определены параметры нарезаемой резьбы, при которых ограничена возможность использования специальных средств контроля величины превышения, применяемых в промышленности. Показано, что для обеспечения возможности выполнения режущей и калибрующей частью инструмента своих функций, выбор или проектирование средств контроля величины превышения должны проводиться с учетом полученной в аналитическом виде взаимосвязи конструктивных и геометрических параметров резьбовой пары «гребенка – деталь».
Теги: back angle control error setup dimension control support surfaces thread cutting thread cutting head with round combs задний угол контроль установочного размера опорные площади погрешность контроля резьбонарезание резьбонарезная головка с круглыми гребенками
Влияние погрешности контроля установочного размера резьбонарезных головок с круглыми радиальными гребенками на условия резания
И. В. Иванина
Проведены теоретические исследования влияния рекомендуемых установочных размеров резьбонарезных головок, оснащенных круглыми радиальными гребенками, и погрешности их контроля на закономерность изменения заднего угла и опорных поверхностей резьбовой пары с учетом особенностей кинематики резания и расположения формообразующих элементов на режущей части инструмента. Получены значения установочных размеров резьбонарезной головки, обеспечивающие требуемые задние углы на элементарных режущих профилях рабочей части инструмента. Определены параметры нарезаемой резьбы, при которых ограничена возможность использования специальных средств контроля величины превышения, применяемых в промышленности. Показано, что для обеспечения возможности выполнения режущей и калибрующей частями инструмента своих функций выбор или проектирование средств контроля величины превышения должны проводиться с учетом полученной в аналитическом виде взаимосвязи конструктивных и геометрических параметров резьбовой пары «гребенка – деталь».
В условиях массового машиностроения и специализированного метизного производства наиболее распространенным и перспективным способом является нарезание резьб резьбонарезными головками (РНГ) с круглыми гребенками. Качество резьбообразующего инструмента во многом зависит от правильного назначения конструктивных и геометрических параметров, а также обеспеченности их средствами контроля. Геометрические параметры режущей части гребенок получаются в результате их установки на кулачках головки. Корпус РНГ обеспечивает базирование гребенок в расчетном положении на головке и регулирование положения режущих лезвий гребенки относительно оси нарезаемой резьбы. Для обеспечения заднего угла α ось гребенки смещается относительно оси нарезаемой резьбы на величину h0; передняя поверхность имеет наклон относительно оси нарезаемой резьбы на суммарный угол λ + τ и создается превышение вершины первого витка направляющей части гребенки на величину l0 относительно той же оси (рис. 1).
Из-за наличия переднего угла λ и угла подъема витков резьбы τ смещение осей гребенки и нарезаемой резьбы h и превышение вершин элементарных режущих профилей гребенки l имеют переменные значения в различных сечениях, и, как следствие, в пределах рабочей части изменяется задний угол α.
Экспериментально подтверждено, что протекание процесса резания и качество нарезанных резьб РНГ зависит от величины задних углов α на главных лезвиях режущих и калибрующих профилей гребенок [1, 2]. Правильный выбор параметров l0 и λ обеспечивает возможность выполнения режущей и калибрующей частями гребенок своих функций. Элементарные профили режущей части срезают припуск, поэтому задние углы α, образованные за счет установки, должны быть положительными и постепенно уменьшаться до нулевого значения α = 0 у первого профиля направляющей части.
К общему недостатку резьбонарезных головок следует отнести невысокую точность установки сменных гребенок. Погрешность установочного размера l0 при определенных сочетаниях геометрических и конструктивных параметрах гребенок приводит к тому, что задний угол α имеет положительное значение только у части режущих профилей и принимает отрицательные значения (α < 0) на калибрующей части, что существенно ухудшает процесс резания.
В серийном и массовом производстве приемочный контроль металлорежущего инструмента проводят в соответствии с требованиями соответствующих стандартов и технических условий. Выбор средств измерения зависит от допуска на геометрический или конструктивный параметр. Согласно ГОСТ 23726‑79 «Инструмент металлорежущий и дереворежущий. Приемка» для угловых размеров элементов резьбы резьбонарезного инструмента предельное значение допустимых отклонений составляет 35% допуска. Стандартами ГОСТ 21761‑76 «Гребенки круглые к винторезным самооткрывающимся головкам» и ГОСТ 21765‑76 «Головки винторезные самооткрывающиеся с круглыми гребенками. Технические условия» не установлен допуск на величину заднего угла α (величину превышения), а значит, не решен один из важных вопросов метрологического обеспечения [3] – правильность задания норм точности и определение оптимальной точности измерений.
В условиях производства контроль величины превышения l0 осуществляется на специальном микрометрическом приспособлении. В практике находят применение разные приборы, которые в основном отличаются между собой способом отсчета показаний микрометров. На рис. 3 показан типовой прибор, выпускаемый заводом «Фрезер», конструкция которого описана в инструкции по эксплуатации винторезных головок [4].
Контроль установочного размера проводится по первому резьбовому профилю калибрующей части. Результат измерения получают по показаниям двух микрометров, погрешность измерения составляет Δи ± 0,025 мм. При этом в работе [5] отмечается, что отклонение величины превышения для гребенок одного комплекта более, чем на Δдоп = 0,01–0,02 мм, а между комплектами – Δдоп = 0,4–0,5 мм ведет к некачественному изготовлению резьбы. Получается, что погрешность измерения величины превышения Δи фактически может превышать величину его разброса Δдоп.
Значение установочного размера l0 обычно задается на основе опыта эксплуатации головок. В справочной литературе и в инструкциях по заточке даются рекомендации по выбору l0, углов λ, γ для групп обрабатываемого материала и наибольшего шага P нарезаемых резьб (табл. 1), при этом отмечается необходимость их уточнения в зависимости от условий обработки.
Правильное назначение l0 ограничено эмпирическим подходом к его определению, а рекомендуемые значения l0 не учитывают возможную погрешность его контроля в условиях производства. Используя полученные в аналитическом виде уравнения взаимосвязи конструктивных и геометрических параметров резьбовой пары «гребенка – деталь», оценим правильность назначения величины превышения l0 и возможности применения специального средства контроля установочного размера РНГ с точки зрения обеспечения выполнения режущей и калибрующей частями гребенок своих функций.
Рассмотрим головки типа 1КА…5КА, изготовленные по ГОСТ 21761‑86 «Головки винторезные самооткрывающиеся с круглыми гребенками», основные параметры указаны в табл. 2.
Задний угол α на гребенчатых резьбонарезных инструментах измеряется между касательной к окружности нарезаемой на заготовке резьбы и касательной к задней поверхности инструмента.
Значение и знак заднего угла α i-го элементарного профиля определяется его положением на гребенке. Согласно расчетной схеме, задний угол α i-го профиля гребенки определяется уравнением:
αi = arcsin ,
где: SΔ0ACi = – площадь треугольника переменной величины, с основанием OC, равным расстоянию между осями обрабатываемой детали и гребенки, и вершиной A, скользящей по передней поверхности гребенки (на рис. 2, как пример, показаны три положения вершин профилей – A, A', A'', определяющих положительный, нулевой и отрицательный задний угол α соответственно);
p1i = − полупериметр треугольника OACi;
rgi = – радиус вершины i-ого режущего профиля гребенки;
ho – смещение оси гребенки относительно оси обрабатываемой резьбы;
li – величина превышения вершины i-го элементарного профиля гребенки относительно оси обрабатываемой детали;
ri = − bΣpi · cos − радиус вершин профилей нарезаемой резьбы;
bΣpi – накопленная сумма длин опорных вспомогательных режущих кромок гребенок, для определения которой использованы уравнения опорных поверхностей, полученные в работе [6] для метчиков.
Уравнение (1) взаимосвязи значений задних углов αi на элементарных режущих профилях гребенок и установочного размера l0 включает практически все конструктивные и геометрические параметры РНГ, большая часть из которых является переменными величинами:
αi = f (dg, d, d1, P, α0, ri, rgi, li, hi, τ, λ, γ, φ). (1)
Известные значения заднего угла α позволяют определить закономерность изменения накопленных площадей контакта режущих профилей гребенок и обрабатываемой поверхности детали:
Sni = f(αi) (2)
и, таким образом, характеризовать протекание процесса резьбонарезания в целом. Подробно методика расчета опорных площадей РНГ приведена в работе [7].
Рассмотрим две группы резьб: с мелким шагом – M4×0,5 и M8×0,7 и с крупным шагом – М12 и М39, для которых конструктивные и геометрические параметры РНГ приведены в табл. 1 и 2.
Используя уравнение (1), для резьб M4×0,5 и M8×0,7 построены графики закономерности изменения заднего угла α элементарных режущих профилей в пределах режущей части РНГ (рис. 4).
При действительном значении величины превышения l0, соответствующей рекомендуемому значению l0 = 0,1 мм (табл. 1), у резьб M4×0,5, начиная с третьего витка (десятый режущий профиль i = 10 при отсчете по винтовой линии) и далее, наблюдаются отрицательные значения заднего угла α (рис. 4 а). С учетом существующей погрешности контроля установочного размера Δи = ±0,025 мм изменение величины превышения l0 возможно в пределах l0 = (0,075–0,125) мм. А это значит, что при нарезании резьбы, например M4×0,5, допускается, что на режущей части более половины элементарных режущих профилей РНГ моделей 1КА‑20 и 1КА‑25 могут иметь отрицательный задний угол α, а возможное рассеяние значений α в пределах одного комплекта гребенок составит Rα = 1,8 град (рис. 4 а).
Задний угол α оказывает влияние на суммарную площадь контакта резьбовой пары «инструмент – деталь». У резьб M4–M8 рассеяние задних углов комплекта гребенок приводит к рассеянию опорных площадей Sn в пределах 25% (рис. 5), что отрицательно влияет на условия самоподачи и центрирования по виткам резьбы.
С увеличением диаметра d и шага нарезаемой резьбы Р, например, для резьбы М12 (рис. 6 a) при той же погрешности контроля установочного размера (Δи = ±0,025 мм) рассеяние значений Rα в комплекте гребенок, обусловленное погрешностью установочного размера, несущественно и находится в пределах одного градуса, что не может существенно влиять на условия резания.
Однако, как показывают расчеты, нормативная величина превышения l0, заданная для резьб М12 и М39 (головки 2КА‑30 и 4КА‑70, табл. 1, 2) обеспечивает положительные значения заднего угла элементарных профилей α не только на режущей, но и на калибрующей части инструмента (рис. 6 а, 7 а). Так, для резьбы М12 в начале калибрующей части задний угол составляет α ≈ 4° (рис. 6 а).
Значение превышения l0 назначается исходя из производственного опыта эксплуатации РНГ и, возможно, с некоторым запасом, позволяющим гарантированно избежать отрицательного заднего угола α на калибрующей части гребенок. Как следствие, увеличенный задний угол α приводит к уменьшению суммарной площади опорных поверхностей инструмента до полутора раз для резьб М12–М39 (рис. 6 б, 7 б), что приводит к росту удельных сил и отрицательно влияет на надежность ориентации гребенок в витках резьбы. Уменьшение заднего угла α до значений α = 4°÷6° в начале режущей части и нулевого значения α в начале калибрующей части, обеспеченные расчетным значением l0 = 0,4 мм и l0 = 1,06 мм (рис. 6 а, 7 а) обеспечивают лучшие условия резания, направления и центрирования инструмента. Погрешность контроля в данном случае приводит к несущественному разбросу величины заднего угла α = ±0,50.
Выводы
Эмпирический подход к назначению величины превышения РНГ, рассеяние их действительных значений, обусловленное существующей погрешностью контроля, и, как следствие, рассеивание значений заднего угла α на элементарных режущих профилях ограничивают технологические возможности головок по обеспечению нормативного периода стойкости, необходимой точности и шероховатости поверхностей нарезаемых резьб.
Рекомендуемые в литературе (инструкциях по заточке) значения установочных размеров должны быть нормированы с учетом шага резьбы для возможности правильного выбора средств контроля.
Аналитический расчет установочных размеров РНГ может быть использован при конструировании приспособлений для проверки установочного размера, а также для оценки возможности применения используемых на производстве специальных контрольных приспособлений для различных размерных групп резьб.
Литература
Добрянский С. С. Назначение кинематических задних углов при нарезании внутренних резьб головками // Весник Национального техничного университета Украины «Киевский политехнический институт». Сер. Машиностроение. 2011. № 64. С. 21–27.
Харитонов М. К. Резьбонарезные головки с поворотными гребенками и винтовым затылованием. Дис. … канд. техн. наук. Тула, 2003. 141 c.
РМГ 63-2003. ГСИ. Обеспечение эффективности измерений при управлении технологическими процессами. Метрологическая экспертиза технической документации.
Инструкция по эксплуатации винторезных головок с круглыми гребенками (ГОСТ 21760‑76‑21765‑76. Головки винторезные самооткрывающиеся с круглыми гребенками). М.: Завод режущих инструментов «Фрезер», 1981. 36 с.
Семенченко И. И., Матюшин В. М., Сахаров Г. Н. Проектирование металлорежущих инструментов. М.: Госгортехиздат, 1963. 956 с.
Иванина И. В. Имитационная модель резьбонарезания по генераторной схеме // Вестник МГТУ. Сер. Машиностроение. 2002. № 4. С. 56–68.
Иванина И. В. Расчет установочных размеров и опорных поверхностей резьбонарезных головок с круглыми радиальными гребенками // Инженерный журнал: наука и инновации. 2017. вып. 2.
Автор
Иванина Ирина Владимировна – кандидат технических наук, доцент, МГТУ им. Н. Э. Баумана, Москва
И. В. Иванина
Проведены теоретические исследования влияния рекомендуемых установочных размеров резьбонарезных головок, оснащенных круглыми радиальными гребенками, и погрешности их контроля на закономерность изменения заднего угла и опорных поверхностей резьбовой пары с учетом особенностей кинематики резания и расположения формообразующих элементов на режущей части инструмента. Получены значения установочных размеров резьбонарезной головки, обеспечивающие требуемые задние углы на элементарных режущих профилях рабочей части инструмента. Определены параметры нарезаемой резьбы, при которых ограничена возможность использования специальных средств контроля величины превышения, применяемых в промышленности. Показано, что для обеспечения возможности выполнения режущей и калибрующей частями инструмента своих функций выбор или проектирование средств контроля величины превышения должны проводиться с учетом полученной в аналитическом виде взаимосвязи конструктивных и геометрических параметров резьбовой пары «гребенка – деталь».
В условиях массового машиностроения и специализированного метизного производства наиболее распространенным и перспективным способом является нарезание резьб резьбонарезными головками (РНГ) с круглыми гребенками. Качество резьбообразующего инструмента во многом зависит от правильного назначения конструктивных и геометрических параметров, а также обеспеченности их средствами контроля. Геометрические параметры режущей части гребенок получаются в результате их установки на кулачках головки. Корпус РНГ обеспечивает базирование гребенок в расчетном положении на головке и регулирование положения режущих лезвий гребенки относительно оси нарезаемой резьбы. Для обеспечения заднего угла α ось гребенки смещается относительно оси нарезаемой резьбы на величину h0; передняя поверхность имеет наклон относительно оси нарезаемой резьбы на суммарный угол λ + τ и создается превышение вершины первого витка направляющей части гребенки на величину l0 относительно той же оси (рис. 1).
Из-за наличия переднего угла λ и угла подъема витков резьбы τ смещение осей гребенки и нарезаемой резьбы h и превышение вершин элементарных режущих профилей гребенки l имеют переменные значения в различных сечениях, и, как следствие, в пределах рабочей части изменяется задний угол α.
Экспериментально подтверждено, что протекание процесса резания и качество нарезанных резьб РНГ зависит от величины задних углов α на главных лезвиях режущих и калибрующих профилей гребенок [1, 2]. Правильный выбор параметров l0 и λ обеспечивает возможность выполнения режущей и калибрующей частями гребенок своих функций. Элементарные профили режущей части срезают припуск, поэтому задние углы α, образованные за счет установки, должны быть положительными и постепенно уменьшаться до нулевого значения α = 0 у первого профиля направляющей части.
К общему недостатку резьбонарезных головок следует отнести невысокую точность установки сменных гребенок. Погрешность установочного размера l0 при определенных сочетаниях геометрических и конструктивных параметрах гребенок приводит к тому, что задний угол α имеет положительное значение только у части режущих профилей и принимает отрицательные значения (α < 0) на калибрующей части, что существенно ухудшает процесс резания.
В серийном и массовом производстве приемочный контроль металлорежущего инструмента проводят в соответствии с требованиями соответствующих стандартов и технических условий. Выбор средств измерения зависит от допуска на геометрический или конструктивный параметр. Согласно ГОСТ 23726‑79 «Инструмент металлорежущий и дереворежущий. Приемка» для угловых размеров элементов резьбы резьбонарезного инструмента предельное значение допустимых отклонений составляет 35% допуска. Стандартами ГОСТ 21761‑76 «Гребенки круглые к винторезным самооткрывающимся головкам» и ГОСТ 21765‑76 «Головки винторезные самооткрывающиеся с круглыми гребенками. Технические условия» не установлен допуск на величину заднего угла α (величину превышения), а значит, не решен один из важных вопросов метрологического обеспечения [3] – правильность задания норм точности и определение оптимальной точности измерений.
В условиях производства контроль величины превышения l0 осуществляется на специальном микрометрическом приспособлении. В практике находят применение разные приборы, которые в основном отличаются между собой способом отсчета показаний микрометров. На рис. 3 показан типовой прибор, выпускаемый заводом «Фрезер», конструкция которого описана в инструкции по эксплуатации винторезных головок [4].
Контроль установочного размера проводится по первому резьбовому профилю калибрующей части. Результат измерения получают по показаниям двух микрометров, погрешность измерения составляет Δи ± 0,025 мм. При этом в работе [5] отмечается, что отклонение величины превышения для гребенок одного комплекта более, чем на Δдоп = 0,01–0,02 мм, а между комплектами – Δдоп = 0,4–0,5 мм ведет к некачественному изготовлению резьбы. Получается, что погрешность измерения величины превышения Δи фактически может превышать величину его разброса Δдоп.
Значение установочного размера l0 обычно задается на основе опыта эксплуатации головок. В справочной литературе и в инструкциях по заточке даются рекомендации по выбору l0, углов λ, γ для групп обрабатываемого материала и наибольшего шага P нарезаемых резьб (табл. 1), при этом отмечается необходимость их уточнения в зависимости от условий обработки.
Правильное назначение l0 ограничено эмпирическим подходом к его определению, а рекомендуемые значения l0 не учитывают возможную погрешность его контроля в условиях производства. Используя полученные в аналитическом виде уравнения взаимосвязи конструктивных и геометрических параметров резьбовой пары «гребенка – деталь», оценим правильность назначения величины превышения l0 и возможности применения специального средства контроля установочного размера РНГ с точки зрения обеспечения выполнения режущей и калибрующей частями гребенок своих функций.
Рассмотрим головки типа 1КА…5КА, изготовленные по ГОСТ 21761‑86 «Головки винторезные самооткрывающиеся с круглыми гребенками», основные параметры указаны в табл. 2.
Задний угол α на гребенчатых резьбонарезных инструментах измеряется между касательной к окружности нарезаемой на заготовке резьбы и касательной к задней поверхности инструмента.
Значение и знак заднего угла α i-го элементарного профиля определяется его положением на гребенке. Согласно расчетной схеме, задний угол α i-го профиля гребенки определяется уравнением:
αi = arcsin ,
где: SΔ0ACi = – площадь треугольника переменной величины, с основанием OC, равным расстоянию между осями обрабатываемой детали и гребенки, и вершиной A, скользящей по передней поверхности гребенки (на рис. 2, как пример, показаны три положения вершин профилей – A, A', A'', определяющих положительный, нулевой и отрицательный задний угол α соответственно);
p1i = − полупериметр треугольника OACi;
rgi = – радиус вершины i-ого режущего профиля гребенки;
ho – смещение оси гребенки относительно оси обрабатываемой резьбы;
li – величина превышения вершины i-го элементарного профиля гребенки относительно оси обрабатываемой детали;
ri = − bΣpi · cos − радиус вершин профилей нарезаемой резьбы;
bΣpi – накопленная сумма длин опорных вспомогательных режущих кромок гребенок, для определения которой использованы уравнения опорных поверхностей, полученные в работе [6] для метчиков.
Уравнение (1) взаимосвязи значений задних углов αi на элементарных режущих профилях гребенок и установочного размера l0 включает практически все конструктивные и геометрические параметры РНГ, большая часть из которых является переменными величинами:
αi = f (dg, d, d1, P, α0, ri, rgi, li, hi, τ, λ, γ, φ). (1)
Известные значения заднего угла α позволяют определить закономерность изменения накопленных площадей контакта режущих профилей гребенок и обрабатываемой поверхности детали:
Sni = f(αi) (2)
и, таким образом, характеризовать протекание процесса резьбонарезания в целом. Подробно методика расчета опорных площадей РНГ приведена в работе [7].
Рассмотрим две группы резьб: с мелким шагом – M4×0,5 и M8×0,7 и с крупным шагом – М12 и М39, для которых конструктивные и геометрические параметры РНГ приведены в табл. 1 и 2.
Используя уравнение (1), для резьб M4×0,5 и M8×0,7 построены графики закономерности изменения заднего угла α элементарных режущих профилей в пределах режущей части РНГ (рис. 4).
При действительном значении величины превышения l0, соответствующей рекомендуемому значению l0 = 0,1 мм (табл. 1), у резьб M4×0,5, начиная с третьего витка (десятый режущий профиль i = 10 при отсчете по винтовой линии) и далее, наблюдаются отрицательные значения заднего угла α (рис. 4 а). С учетом существующей погрешности контроля установочного размера Δи = ±0,025 мм изменение величины превышения l0 возможно в пределах l0 = (0,075–0,125) мм. А это значит, что при нарезании резьбы, например M4×0,5, допускается, что на режущей части более половины элементарных режущих профилей РНГ моделей 1КА‑20 и 1КА‑25 могут иметь отрицательный задний угол α, а возможное рассеяние значений α в пределах одного комплекта гребенок составит Rα = 1,8 град (рис. 4 а).
Задний угол α оказывает влияние на суммарную площадь контакта резьбовой пары «инструмент – деталь». У резьб M4–M8 рассеяние задних углов комплекта гребенок приводит к рассеянию опорных площадей Sn в пределах 25% (рис. 5), что отрицательно влияет на условия самоподачи и центрирования по виткам резьбы.
С увеличением диаметра d и шага нарезаемой резьбы Р, например, для резьбы М12 (рис. 6 a) при той же погрешности контроля установочного размера (Δи = ±0,025 мм) рассеяние значений Rα в комплекте гребенок, обусловленное погрешностью установочного размера, несущественно и находится в пределах одного градуса, что не может существенно влиять на условия резания.
Однако, как показывают расчеты, нормативная величина превышения l0, заданная для резьб М12 и М39 (головки 2КА‑30 и 4КА‑70, табл. 1, 2) обеспечивает положительные значения заднего угла элементарных профилей α не только на режущей, но и на калибрующей части инструмента (рис. 6 а, 7 а). Так, для резьбы М12 в начале калибрующей части задний угол составляет α ≈ 4° (рис. 6 а).
Значение превышения l0 назначается исходя из производственного опыта эксплуатации РНГ и, возможно, с некоторым запасом, позволяющим гарантированно избежать отрицательного заднего угола α на калибрующей части гребенок. Как следствие, увеличенный задний угол α приводит к уменьшению суммарной площади опорных поверхностей инструмента до полутора раз для резьб М12–М39 (рис. 6 б, 7 б), что приводит к росту удельных сил и отрицательно влияет на надежность ориентации гребенок в витках резьбы. Уменьшение заднего угла α до значений α = 4°÷6° в начале режущей части и нулевого значения α в начале калибрующей части, обеспеченные расчетным значением l0 = 0,4 мм и l0 = 1,06 мм (рис. 6 а, 7 а) обеспечивают лучшие условия резания, направления и центрирования инструмента. Погрешность контроля в данном случае приводит к несущественному разбросу величины заднего угла α = ±0,50.
Выводы
Эмпирический подход к назначению величины превышения РНГ, рассеяние их действительных значений, обусловленное существующей погрешностью контроля, и, как следствие, рассеивание значений заднего угла α на элементарных режущих профилях ограничивают технологические возможности головок по обеспечению нормативного периода стойкости, необходимой точности и шероховатости поверхностей нарезаемых резьб.
Рекомендуемые в литературе (инструкциях по заточке) значения установочных размеров должны быть нормированы с учетом шага резьбы для возможности правильного выбора средств контроля.
Аналитический расчет установочных размеров РНГ может быть использован при конструировании приспособлений для проверки установочного размера, а также для оценки возможности применения используемых на производстве специальных контрольных приспособлений для различных размерных групп резьб.
Литература
Добрянский С. С. Назначение кинематических задних углов при нарезании внутренних резьб головками // Весник Национального техничного университета Украины «Киевский политехнический институт». Сер. Машиностроение. 2011. № 64. С. 21–27.
Харитонов М. К. Резьбонарезные головки с поворотными гребенками и винтовым затылованием. Дис. … канд. техн. наук. Тула, 2003. 141 c.
РМГ 63-2003. ГСИ. Обеспечение эффективности измерений при управлении технологическими процессами. Метрологическая экспертиза технической документации.
Инструкция по эксплуатации винторезных головок с круглыми гребенками (ГОСТ 21760‑76‑21765‑76. Головки винторезные самооткрывающиеся с круглыми гребенками). М.: Завод режущих инструментов «Фрезер», 1981. 36 с.
Семенченко И. И., Матюшин В. М., Сахаров Г. Н. Проектирование металлорежущих инструментов. М.: Госгортехиздат, 1963. 956 с.
Иванина И. В. Имитационная модель резьбонарезания по генераторной схеме // Вестник МГТУ. Сер. Машиностроение. 2002. № 4. С. 56–68.
Иванина И. В. Расчет установочных размеров и опорных поверхностей резьбонарезных головок с круглыми радиальными гребенками // Инженерный журнал: наука и инновации. 2017. вып. 2.
Автор
Иванина Ирина Владимировна – кандидат технических наук, доцент, МГТУ им. Н. Э. Баумана, Москва
Отзывы читателей
