A A A

NACINANIE GWINTÓW ZEWNĘTRZNYCH

Gwintowanie zewnętrzne nożami nieobracającymi się może być wy­konywane na tokarkach uniwersalnych i rewolwerowych przy użyciu noży do gwintów (trzonkowych, pryzmatycznych i okrągłych) lub na-rzynek płaskich. Nóż przesuwa się wówczas wzdłuż osi gwintowanej powierzchni w wyniku obrotu śruby pociągowej. Przy dużej skali produkcji nie wykonuje się gwintów złącznych tymi sposobami ze względu na małą wydajność takiego gwintowania. Gwintowanie wg tej metody stosuje się przy wygładzającej obróbce dokładnych (o dokładności do 1 klasy) i długich gwintów, przy nacinaniu gwintów większych średnic, dokładnych gwintów na narzędziach skrawa­jących i pomiarowych (gwintownikach, sprawdzianach do gwintów itp.) w narzędziowniach itp. Gwintowanie nożami nieobracającymi się i narzynkami płaskimi wykonuje się w kilku przejściach (w pewnych przypadkach ilość przejść sięga do 20). Stąd właśnie wynika mała wydajność gwintowania nożami nieobracającymi się. Ostatnio rozpowszechniła się metoda gwintowania nożami wirującymi (gwintowanie „wirowe"). Noże te umieszcza się w głowicy nożowej ł). Przy użyciu noży zaopatrzonych w węgliki spiekane (np. T15K6C) pręd­kość skrawania dochodzi do 400 mm na minutę. Zasada gwintowania „wirowego" polega na tym, że obrabiana część obraca się powoli, a nóż umocowany w szybko wirującej głowicy nożowej okresowo (jeden raz za każdym obrotem tej gło­wicy) zbliża się do obrabianej powierzchni. Gło­wica nożowa osadzona jest na wrzecionie o osi mimośrodowej w stosunku do obrabianej części (rys. 102). W głowicy mocuje się jeden, dwa lub cztery noże. Przy zastosowaniu tej metody można wyko- nywać gwinty zewnętrzne oraz wewnętrzne o średnicy powyżej 50 mm. Do obróbki stosuje się zwykle odpowiednio przystosowane tokarki, zaopatruje się w dodatkowe wrzecienniki głowic gwintujących. Liczba obrotów wrzeciona głowicy nożowej wynosi 1000—3000 obr/min, a obrabianej części 30—300 obr/min, w zależności od obrabianego materiału, średnicy i skoku gwintu. Wydajność gwinto­wania jest kilkakrotnie większa niż gwintowania nożami nieobracającymi się. Można w ten sposób gwintować wg 2 klasy dokładności przy uzyska­niu gładkości powierzchni wg 6 klasy. Zaopatrzenie wirujących noży w płytki z węglików spiekanych po­zwala obrabiać materiały o wyższej twardości. Przy gwintowaniu narzynkami okrągłymi trudno jest uzyskać dużą dokładność i gładkość ze względu na narzędzia, w których szlifowanie gwintu po obróbce cieplnej jest utrudnione. Nieszlifowany natomiast gwint narzynek wykazuje odchylenia od dokładnego profilu w wyniku odkształ­ceń przy hartowaniu. Ponadto nacięty gwint uszkadza się przy wykrę­caniu narzynki. Wydajność gwintowania narzynkami nie jest wysoka z powodu ma­łych prędkości skrawania (ze względu na złe warunki chłodzenia i smaro­wania ostrzy skrawających) oraz wskutek konieczności wykręcania narzynki po zakończeniu obróbki. Z wymienionych powodów w oddzia­łach produkcyjnych fabryk samochodów i ciągników sposób ten nie jest prawie stosowany. W produkcji masowej i wielkoseryjnej najczęściej stosuje się do gwintowania samo otwierające się głowice narzynkowe. Wydajność gwin­towania przy zastosowaniu tych głowic jest 2—4 razy większa niż przy użyciu narzynek okrągłych i 4—5 razy większa niż przy frezowaniu gwintu. Konstrukcje głowic do gwintowania są znormalizowane. Wykonuje się je zwykle seryjnie w fabrykach narzędzi. Na tokarkach i rewolwerówkach stosuje się nieobrotowe głowice do gwintowania (model 1K, 2K, 3K), a na automatach, gwinciarkach i wier­tarkach — głowice obrotowe (model 1KA, 2KA, 3KA). Najbardziej rozpowszechnione są głowice do gwintowania z okrągłymi nożami grzebieniowymi (rys. 103a). Oprócz takich głowic stosuje się gło- wice z narzynkami płaskimi (rys. 103b) i stycznymi (rys. 103c). Noże grze­bieniowe okrągłe mogą być dłużej użytkowane (ilość zabiegów ostrzenia jest 6—10 razy większa niż dla noży grzebieniowych płaskich) i są bar­dziej trwałe. Szczegóły głowicy do frezowania fabryki „Frezer" (rys. 103a) przed­stawiono na rys. 103d. Okrągłe noże grzebieniowe do gwintów 1 połączone są za pomocą łączników 10 i śrub 11 z krzywkami 2, przesuwającymi się w rowkach obsady 5. Krzywki 2 są rozsuwane na zewnątrz za pomocą trzpieni 4 i kołków 3 pod naciskiem sprężyn. Krzywki zbliżają się ku środkowi głowicy przy obrocie obsady 5 względem obudowy 6. Na prze­dzie ścianki obudowy znajdują się cztery płaszczyzny oporowe, o które opierają się czoła krzywek 2. Położenie krzywek reguluje się śrubami 8 opierającymi się o występy pierścienia 7, który łączy się z obsadą 5 za pośrednictwem kołka 9. Po przeszlifowaniu okrągłych noży grzebie­niowych można je obrócić dookoła osi przez przestawienie na wypustach łącznika 10. W chwili zakończenia gwintowania dźwignia umieszczona w wykroju obudowy 6 jest zatrzymywana przez zderzak znajdujący się na obrabiarce. Ruch postępowy obudowy 6 wzdłuż jej osi ustaje. Noże zaś nadal prze­suwają się po gwincie, pociągając za sobą obsadę 5, która wysuwa się z obudowy. Pod wpływem sprężyn trzpienie 4 rozsuwają wtedy krzywki z nożami grzebieniowymi. Przy powrotnym ruchu głowicy dźwignia umieszczona w wykroju obudowy 6 napotyka na drugi zderzak i zatrzymuje obudowę. Natomiast obsada 5 porusza się dalej, aż cały mechanizm nie znajdzie się z powrotem w obudowie 6. Samoczynne wyłączanie się głowic, powodowane przez wysunięcie się obsady z krzywkami w kierunku osiowym po gwincie, wiąże się z wystę­powaniem sił osiowych, co prowadzi do obniżenia dokładności nacinanego gwintu. Dlatego przy nacinaniu na tokarkach rewolwerowych dokładnych gwintów nieobrotowymi głowicami, zaleca się stosować zderzaki do auto­matycznego rozsuwania oprawek nożowych w chwili zakończenia gwin­towania. Zderzaki te obracają ramię głowicy, przez co oprawki nożowe zostają rozsunięte. Bicie wirujących głowic podczas gwintowania na automatach powo­duje graniastość gwintu. Dlatego bicie głowicy powinno być minimalne (poniżej 0,05 mm). Gwintowania nie należy łączyć przy danym ustawieniu z obróbką jakimkolwiek innym narzędziem. Przy gwintowaniu na gwinciarkach samo otwierającymi się narzynkami jest rzeczą bardzo ważną zapewnienie prawidłowego położenia osi gwintowanej części względem osi głowicy. Zwykle gwintowaną na gwin­ciarce część mocuje się w szczękach. W razie braku współosiowości gło­wicy i gwintowanej części profil gwintu ma zmienną wysokość na dłu­gości gwintowania. Szczęki gwinciarek niekiedy zaopatruje się w śruby do regulowania położenia osi gwintowanej części względem osi głowicy. Na gwinciarkach podobnie jak na automatach jest rzeczą ważną usu­nięcie bicia głowicy gwintującej. Stosowanie samo otwierających się głowic gwintujących wykazuje następujące zalety: Możliwość gwintowania przy większych prędkościach skrawania w porównaniu z gwintowaniem narzynkami okrągłymi lub nożami, po­nieważ narzędzia mogą być zataczane i szlifowane. Ponadto narzynki można wykonywać ze stali szybkotnącej; przy hartowaniu ich w wyso­kich temperaturach odwęgla się wprawdzie warstwa powierzchniowa, ale zbiera się ją przy następnym szlifowaniu, czego nie można zrobić przy wykonywaniu narzynek okrągłych. Dokładność gwintu wykonywanego narzynkami szlifowanymi wg profilu jest wyższa (w granicach do 1 klasy) niż przy zastosowaniu narzy­nek nieszlifowanych. Przy stosowaniu samootwierających się głowic nie ma strat czasu na wykręcanie narzędzia po wykonaniu gwintu. Gwintowanie głowicami bez stosowania kopiałów śrubowych wyka­zuje następujące podstawowe wady: 1) nieregularna geometria profilu (różny stopień przytępienia wierz­chołka gwintu, jednostronne wykończenie gwintu, nieregularna szerokość wrębów, niewłaściwy kąt pochylenia gwintu): 2) niezadowalająca gład­kość powierzchni (zerwane w niektórych punktach nitki gwintu, po­wierzchnia graniasta, zadziory); 3) niewłaściwy skok pierwszych zwojów, kiedy głowica jest „naciągana" na gwint1). Wspomniane wady wynikają z szeregu przyczyn, ale w największym stopniu zależą od stanu oraz dokładnego przygotowania do pracy obra­biarki i narzędzia. Dokładność obróbki można zwiększyć przy pomocy wymuszonego posuwu narzędzia. Znane są dwa zasadnicze sposoby frezowania gwintów zewnętrznych: 1) frezem tarczowym; 2) zespołowym frezem grzebieniowym. W pierwszym przypadku wolno obracającą się część gwintuje frez tarczowy, pochylony względem osi obrotu części pod kątem wzniosu linii śrubowej. Frez, którego ostrze ma profil zgodny z profilem gwintu, rów­nież obraca się i jest przesuwany wzdłuż osi obrabianej części z pręd­kością odpowiadającą skokowi gwintu na 1 obrót części (rys. 104a). Sposób ten, przy którym całkowita liczba obrotów gwintowanej części jest równa liczbie zwojów gwintu pomnożonej przez liczbę przejść, jest sto­sowany do wstępnego nacinania grubych gwintów ruchowych na dłu­gich częściach. W fabrykach samochodów i ciągników tej metody gwintowania nie stosuje się. Drugi sposób gwintowania, przy użyciu zespołowego freza grzebie­niowego jest stosowany do gwintowania krótkich gwintów w tych przy­padkach, gdy kształt części lub inne przyczyny nie pozwalają wykonać gwintu w sposób bardziej wydajny. Frez grzebieniowy stanowi jakby zespół oddzielnych frezów tarczo­wych osadzonych na jednym trzpieniu. W rzeczywistości jest to jednolity frez, w którym są wytoczone pierścieniowe rowki. Długość jego jest o 2—3 zwoje większa od długości nacinanego gwintu. Profil rowków od­powiada profilowi nacinanego gwintu. Krawędzie skrawające ostrzy freza otrzymuje się przez nacięcie śrubowych kanałków poprzecznych. Do nacinania gwintów zewnętrznych stosuje się frezy nasadzane na trzpień, do nacinania gwintów wewnętrznych — frezy z chwytami (GOST — 1336 — 41). Oś takiego freza jest w czasie gwintowania równo­legła do osi obrotu gwintowanej części. Na jeden obrót części przypada przesuw freza o wielkość jednego skoku gwintu (rys. 104b). Nacięcie całego gwintu odbywa się w ciągu 1,15—1,25 obrotu części. Dodatkowe 0,15—0,25 obrotu konieczne jest dla otrzymania pełnego gwintu na całym obwodzie, tj. dla wyrównania czasu wcinania się freza we wszystkie zwoje, które są nacinane jednocześnie przez frez. Do takiego gwintowania stosuje się frezarki do gwintów. Ze względu na mniejszą wydajność w porównaniu z gwintowaniem za pomocą samo otwierających się głowic lub przez walcowanie, frezo­wanie gwintów w fabrykach samochodów i ciągników jest stosowane tylko w tych przypadkach, gdy nie da się zastosować innych, bardziej wydajnych metod (frezowanie gwintów jest 20—25 razy mniej wydajne niż walcowanie płytami grzebieniowymi i 4—5 razy mniej wydajne niż gwintowanie samootwierającymi się głowicami na gwinciarkach). Wadą frezowania gwintów jest nieciągłe stykanie się ostrzy frezów z obrabianą powierzchnią. Wobec tego proces skrawania, jak przy każ­dym frezowaniu, jest przerywany, co ujemnie odbija się na gładkości obrabianej powierzchni.