49011

Технология изготовления ходовых винтов

Лекция

Производство и промышленные технологии

В металлорежущих станках, прессах и других машинах, где винтовые механизмы служат для преобразования вращательного движения в поступательное, применяют ходовые винты. Различают ходовые винты скольжения с прямоугольной, трапецеидальной и треугольной резьбой и ходовые винты качения полукруглой или арочной формы.

Русский

2014-12-20

941 KB

211 чел.

Лекция 18

Тема №6. Технология изготовления ходовых винтов.

Назначение и конструкция. В металлорежущих станках, прессах и других машинах, где винтовые механизмы служат для преобразования вращательного движения в поступательное, применяют ходовые винты.

В станкостроении применяют винты пяти классов точности: 0; 1; 2; 3 и 4: 0–2-го классов точности – для прецизионных станков и станков повышенной точности (координатно-расточных, резьбошлифовальных, зубообрабатывающих); 3-го класса точности – для станков нормальной точности (токарно-винторезных, резьбофрезерных); 4-го класса точности – для выполнения установочных перемещений в станках.

Ходовые винты могут содержать различные поверхности (рис. 1.): опорные шейки (Б, В) и упорные буртики (Г), которые служат для установки ходового винта в отверстие выходного вала коробки подач и в подшипник скольжения (правая опора); резьбовую поверхность (Д), которая служит для непосредственного соединения с сопряженной гайкой и преобразования движения; посадочные шейки (А) для установки зубчатых колес и шкивов, которые служат для передачи крутящего момента на винт посредством шлицевых поверхностей, шпоночных пазов, поперечных отверстий.

Рис. 1. Чертеж ходового винта металлорежущего станка с некоторыми требованиями по форме, расположению и шероховатости поверхностей

Различают ходовые винты скольжения с прямоугольной, трапецеидальной и треугольной резьбой и ходовые винты качения полукруглой или арочной формы.

Основные технические требования. Ранее приведенные технические требования к поверхностям ступенчатых валов могут быть предъявлены и к аналогичным поверхностям ходовых винтов. Основное конструктивное отличие ходового винта – наличие на его поверхности ходовой резьбы, поэтому ниже приведен ряд технических требований, которые предъявляют к таким поверхностям (табл. 1).

Материалы и методы получения заготовок. Ходовые винты 0 – 2-го классов точности без термического упрочнения изготовляют из сталей У10А, А40Г, с термическим упрочнением – из сталей ХВГ, 7ХГ2ВМ, 40ХФА. Ходовые винты качения изготовляют из сталей ХВГ, 30Х3ВА с закалкой до твердости 59...63 HRC.

Таблица 1. Основные технические требования по точности обработки

ходовых винтов

Вид допуска

Класс точности

Величина допуска

Отклонение наружного диаметра винта, мкм

0-2

По 6-му квалитету

3

По 7-му квалитету

4

По 8-му квалитету

Погрешность шага резьбы, мкм

0

±2

1

±3

2

±6

3

±12

4

±25

Накопленная погрешность шага на всей длине винта, мкм

0

8

1

20

2

40

3

80

4

150

Отклонение половины угла профиля резьбы (при шаге 6... 10 мм), мин

0

10

1

12

2

18

3

25

4

Овальность сечения по среднему диаметру резьбы (на длине винта 1000...2000 мм), мкм

0

40

1

60

2

100

3

150

4

250


Продолжение таблицы 1

Вид допуска

Класс точности

Величина допуска

Шероховатость поверхности резьбы Ra, мкм

0

0,16...0,08

1

0,32...0,16

2

1,25...0,63

3-4

2,5... 1,25

Шероховатость опорных шеек Ra, мкм

2

0,63...0,32

Заготовки получают разрезкой прутка с последующей правкой на правильных станках. Заготовки для ходовых винтов 0–2-го классов точности правке не подвергают. Их получают резкой калиброванного проката. Допуск биения наружной поверхности заготовки при этом не должен превышать 0,5 мм на всей длине.

Базы и базирование. Основными базами ходовых винтов, как большинства валов, являются поверхности опорных шеек, а вспомогательной базой – резьбовая поверхность. На первой операции в качестве черновой базы используют наружную поверхность прутка (двойная направляющая технологическая база) и торец (упорная технологическая база). На последующих операциях по обработке наружных поверхностей технологическими базами служат поверхности центровых отверстий (искусственные технологические базы), а наружную поверхность используют как дополнительную технологическую базу, поскольку заготовка не является жесткой в поперечном сечении.

Технологический маршрут обработки. Недостаточная жесткость ходовых винтов, связанная с особенностью их формы, может привести к значительным деформациям при обработке. Поэтому, как и базирование, технологические маршруты обработки ходовых винтов и валов отличаются. В табл. 2 приведен типовой технологический маршрут обработки ходового винта.

Таблица 2. Технологический маршрут обработки ходового винта

№ операции

Наименование и содержание операции

Технологические базы

Оборудование

005

Токарная – обработка торцовых поверхностей и центрование

Наружная поверхность и торец

Токарный станок

010

Токарная – черновое точение наружных поверхностей

Поверхности центровых отверстий и наружная поверхность

Токарный станок

015

Термическая – старение

Электрическая печь

020

Токарная – срезка центровых отверстий и центрование

Наружная поверхность

Токарный станок

025

Токарная – чистовая токарная обработка наружных поверхностей

Поверхности центровых отверстий и наружная поверхность

Токарный станок

030

Шпоночно-фрезерная – фрезерование шпоночного паза

Наружная поверхность

Шпоночно-фрезерный станок


Продолжение таблицы 2

№ операции

Наименование и содержание операции

Технологические базы

Оборудование

035

Шлифовальная – предварительное шлифование шеек

Поверхность центровых отверстий и наружная поверхность

Кругло-шлифовальный станок

040

Токарная – предварительное нарезание резьбы

Поверхности центровых отверстий и наружная поверхность

Токарно-винторезный станок

045

Термическая – старение

Электрическая печь

050

Токарная – исправление центровых отверстий

Наружная поверхность

Токарный станок

055

Шлифовальная – получистовое шлифование наружных поверхностей

Поверхности центровых отверстий и наружная поверхность

Кругло-шлифовальный станок

060

Шлифовальная – получистовое шлифование поверхностей резьбы

Поверхности центровых отверстий и наружная поверхность

Резьбо-шлифовальный станок

065

Шлифовальная – чистовое шлифование наружных поверхностей

Поверхности центровых отверстий и наружная поверхность

Кругло-шлифовальный станок

070

Шлифовальная – чистовое шлифование поверхностей резьбы

Поверхности центровых отверстий и наружная поверхность

Резьбо-шлифовальный станок

075

Токарная – доводка поверхностей опорных шеек

Поверхности центровых отверстий и наружная поверхность

Токарный станок

Контроль поверхностей

В процессе изготовления, а также по окончании обработки производят контроль поверхностей валов. Диаметральные размеры контролируют штангенциркулями, микрометрами, посредством отсчетного устройства скобы рычажной (CP) и другими приборами. Правильность формы поверхностей (отклонение от круглости и цилиндричности) и их относительного положения контролируют по схемам, приведенным в табл. 3.

Наиболее сложной у валов является резьбовая поверхность, особенно ходовые резьбы. Для контроля среднего диаметра наружной резьбы применяют микрометры со вставками: МВМ – для измерения метрических и дюймовых резьб, МВТ – для измерения трапецеидальных резьб и фасонных деталей (ГОСТ 4380-81). Погрешность измерения таким прибором составляет 0,1...0,15 мм.

Таблица 3. Методы и схемы контроля валов

Метод измерения

Схема

Измерение отклонений от круглости

Прибором с прецизионным вращением (кругломером)

Координатно-измерительным прибором – двух- или трехкоординатным (трехкоординатной измерительной машиной)

Измерительным преобразователем с базированием измеряемой детали в центрах

Метод измерения

Схема

Измерение отклонений от цилиндричности

С базированием измеряемой детали в центрах (измерительной головкой – а, поверочной плитой – б и несколькими измерительными головками – в)


Продолжение таблицы 3

Измерение радиального биения

С базированием измеряемой детали в центрах(измерительной головкой)

С базированием измеряемой детали в патроне, имеющем прецизионное вращение (измерительной головкой)

С базированием измеряемой детали в призме (измерительной головкой)

Наиболее точным при измерении среднего диаметра d2 резьбы является метод с использованием трех проволочек (рис. 2, а), когда во впадины резьбы вкладывают цилиндрические калибры – проволочки, диаметр dn которых определяют по формуле

,

где р – шаг резьбы, мм;  – половина угла профиля. При этом проволочки будут касаться боковой поверхности резьбы в зоне среднего диаметра. Измерив размер по проволочкам, определяют средний диаметр резьбы по формуле

d2 = М – А,

где Мразмер, замеренный с проволочками; А – поправка (может быть выбрана по таблицам): А = 3dn – 0,866p.

Рис. 2. Измерение среднего диаметра резьбы с использованием трех (а), двух (б) и одной (в) проволочек

При измерении с использованием трех проволочек резьб с углами подъема более 7° дополнительно определяют поправку методом последовательных приближений. Этот метод при диаметре резьбы 18...50 мм дает погрешность измерения 0,008...0,03 мм. Применяют также методы с использованием двух или одной проволочек (рис. 2 б, в). Тогда Р – размер, замеренный с использованием двух проволочек, Q – с использованием одной проволочки.

Средний и внутренний диаметр резьбы можно измерить на универсальном или инструментальном микроскопе теневым способом или с помощью ножей. На этих же микроскопах контролируют элементы профиля резьбы: шаг, угол профиля.

Для определения погрешности шага резьбы ходового винта используют прибор БВ-542, схема которого представлена на рис. 3. Принцип работы этого прибора основан на непрерывном сравнении винтового движения образующих контролируемого и образцового винтов.



Рис. 4. Эскиз ходового винта токарного станка 16К20

Таблица 4. Маршрут изготовления ходового винта токарного станка 16К20 в условиях серийного производства

операции

Наименование операции

Содержание операции

Технологическая база

Модель

005

Токарно-винторезная

Подрезать и зацентрировать торцы и снять фаски с двух сторон

Наружная поверхность

Токарно-винторезный станок 16К20

010

Токарно-винторезная

Обточить поверхность А, подрезать торец Г, прорезать канавку и снять фаски

Центровочные отверстия и торец

Токарно-винторезный станок 16К20

015

Токарно-винторезная

Обточить канавку и снять фаски с другой стороны

Центровочные отверстия и торец

Токарно-винторезный станок 16К20

020

Кругло-шлифовальная

Шлифовать наружную поверхность ходового винта в размер диаметром 44,5 мм h 6

Центровочные отверстия

Кругло-шлифовальный станок

025

Токарно-винторезная

Нарезать трапецеидальную резьбу Р=12 мм с припуском 0,5 мм

Центровочные отверстия и торец

Токарно-винторезный станок 1622Б


Продолжение таблицы 4

операции

Наименование операции

Содержание операции

Технологическая база

Модель

030

Токарно-винторезная

Точить канавку трапецеидальной резьбы с припуском 0,12 мм, снять фаску 7°30'

Центровочные отверстия и торец

Токарно-винторезный станок 1К62В

035

Вертикально-сверлильная

Сверлить отверстие диаметром 8 мм под штифт

Наружная поверхность

Вертикально-сверлильный станок 2Н125

040

Слесарная

Зачистить заусенцы, промыть и протереть

Слесарный верстак

045

Кругло-шлифовальная

Шлифовать до диаметра 44 мм -0,017

Центровочные отверстия

Кругло-шлифовальный станок ЗМ151В

050

Токарно-винторезная

Править винт с припуском до 0,05 мм, проточить боковые стороны резьбы с припуском 0,05 мм, снять фаски 0,25 мм по ниткам резьбы

Центровочные отверстия

Токарно-винторезный станок 1622В

055

Токарно-винторезная

Нарезать трапецеидальную резьбу Р=12 мм окончательно

Центровочные отверстия

Токарно-винторезный станок 1622В

060

Кругло-шлифовальная

Шлифовать поверхность диаметром 28 мм h6 окончательно

Центровочные отверстия

Кругло-шлифовальный станок ЗМ151В

065

Контрольная

Проконтролировать ходовой винт

Центровочные отверстия

Контрольно-измерительная установка

070

Слесарная

Протереть винт и покрыть антикоррозионным раствором

Слесарный верстак


Рис. 3. Схема прибора для контроля погрешности шага резьбы ходового винта: 1, 6 — передняя и задняя бабки для крепления винта; 2, 5 — образцовый и контролируемый винты; 3, 4 — кинематическая передача; 7 — рычаг; 8 — индикатор; 9 — корпус прибора; 10 — щуп образца


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

24145. Российское государство при Иване III 29.71 KB
  Во внутренней политике Иван III как и его отец продолжает собирать русские земли под московским началом. Иван III присоединил к Москве Ростовское и Тверское Рязанское Белозерское и Дмитровское княжества. Такой ход дел не устраивал Ивана III стремившегося объединить все русские земли под московским началом.
24146. КУЛЬТУРА XIV-XV ВВ. 36.63 KB
  Со второй половины XIV в. Высокие образцы народнопоэтической речи дают и другие московские памятники XIV XV столетий. Составление летописей и других сочинений переписка рукописей переживают подъем со второй половины XIV в.
24147. Реформы Ивана 4 Грозного 27.57 KB
  После его смерти на Руси началось боярское правление. Особенностью его прихода к власти было то что впервые в истории Руси великий князь был венчан на царство и получил титул царя: термин царь пришел на Русь от монголотатар; до падения ига царем называл себя главный хан Золотой Орды; данным титулом золотоордынский царь подчеркивал свою власть над всеми как над другими ханами так и над русскими князьями которые ездили в Орду на поклон к царю; впервые приняв титул царь Иван Грозный показал свою абсолютную суверенность...
24149. Культура России в XVI в. 32.19 KB
  Фольклор Фольклор XVI в. в XVI в. Публицистика XVI в.
24150. Культура России в 1598-1613 гг 25.48 KB
  Первый период смуты характеризуется борьбой за престол различных претендентов. Таким образом первый этап смуты был отмечен правлением Лжедмитрия I 1605 1606 гг. Второй период смуты. Третий период смуты характеризуется борьбой с иноземными захватчиками.
24151. Экономическое развитие России в XVII в. XVII в 21.87 KB
  XVII в время массового заселения Волги Предуралья начало освоения Сибири. Новым было в XVII в. Всего в XVII в.
24152. Внутренняя политика России в XVII в 20.78 KB
  За малолетних правителей власть осуществляла царевна Софья пытавшаяся отдалить Петра от престола. Софья не желая расставаться с властью подняла против Петра стрелков но восстание было жестоко подавлено а Софья заточена в монастырь.
24153. Внешняя политика России в 17 веке 31.17 KB
  Западнорусские земли стали ареной борьбы населения против угнетения польской шляхтой. начался почти непрерывный ряд казацких восстаний против Польши. В Киевской области было образовано войско реестровых внесенных в списки казаков которые однако переходили на сторону мятежных запорожцев и обращали свое оружие против поляков. Под его командованием русская армия предприняла два неудачных похода против Крымского ханства 1687 1689 находившегося в вассальной зависимости от Турции.