Первый тип головки в отличие от второго обеспечивает не только установку, закрепление и регулирование плашек, или гребенок, на определенный размер, но и отвод их по окончанию нарезания резьбы. В связи с этим наиболее широкое распространение в промышленности получили самооткрывающиеся головки. Они представляют собой довольно сложный механизм, состоящий из ряда узлов и деталей, обеспечивающих закрепление, раздвигание и сдвигание плашек, открывание и закрывание головки, установку головки на размер резьбы и т. д.
В качестве режущих элементов в головке используются вставные гребенки, или плашки, которыми нарезается наружная резьба размером от 4 до 90 мм и шагом до 4 мм.
По сравнению с обычными круглыми плашками (лерками) резьбонарезные головки имеют следующие преимущества:
1) в конце нарезания резьбы гребенки автоматически разводятся и осуществляется быстрый без обратного свинчивания отвод головки, что значительно повышает производительность, точность и чистоту поверхности нарезанной резьбы;
2) вставные гребенки имеют большее количество переточек, т. е. головки более долговечны;
3) размеры получаемой резьбы можно легко регулировать и при необходимости нарезать в два прохода;
4) резьба на гребенках и плашках может получаться шлифованием, что также способствует повышению точности нарезаемой резьбы.
В зависимости от конструкции вставных гребенок и их расположения относительно нарезаемого изделия резьбонарезные головки подразделяются на три вида:
1) головки с плоскими радиальными гребенками;
2) головки с плоскими тангенциальными гребенками ;
3) головки с круглыми радиальными гребенками . Наиболее широкое распространение получили головки с круглыми гребенками. К их преимуществам следует отнести:
1) повышенную долговечность за счет увеличения количества переточек до 7—8 раз по сравнению с головками с радиальными плоскими гребенками и до 1,5—2 раз по сравнению с головками с плоскими тангенциальными гребенками;
2) высокую стойкость, особенно при нарезании точных резьб;
3) возможность получить круглые гребенки шлифованием;
4) простота в наладке и экономичность в работе.
Различают три вида этих головок:
1) невращающиеся модели. При работе головок на этих станках деталь вращается, а головка перемещается вдоль оси детали. Раскрывание головок в конце и закрывание в начале нарезания резьбы производится с помощью рукоятки;
2) вращающиеся модели, используемые для нарезания резьбы на токарных автоматах и полуавтоматах, сверлильных станках и т. д. Здесь рабочее вращение и движение подачи имеет сама головка, деталь может вращаться в том же направлении и обеспечивать требуемое уменьшение скорости резания при нарезании резьбы. Раскрывание и закрывание головки осуществляется за счет соответственно двух упоров, встречающихся по пути поступательного движения головки;
3) специальные невращающиеся модели, применяемые для нарезания резьб небольших размеров (диаметром от 4 до 10 мм) на одношпиндельных токарных автоматах. Открывание этих головок происходит автоматически, а закрывание — при повороте револьверной головки с помощью изогнутого рычага и упора.
Конструктивные элементы самооткрызающихся резьбонарезных головок и принцип их действия рассмотрим на примере головки с четырьмя вставными круглыми гребенками. Головка состоит из корпуса и хвостовика, который' служит для закрепления головки на станке. В корпусе плашкодержателя имеются четыре Т-образных радиальных паза, в которые вставляются и могут перемещаться четыре кулачка. К последним прикрепляются с помощью винтов и звездочек гребенки. Сближение гребенок к центру или их развод, а также точная установка на определенный размер осуществляются с помощью специального надето на корпус нажимного кольца в виде стакана , которое при этом соответственно перемещается вдоль или поворачивается на некоторый угол по стрелке относительно оси головки. В первом случае для этой цели на кулачках имеется специальный уступ, а во втором — кольцо, снабженное специальными площадками, скошенными под углом.
Для нарезания резьбы каждая из гребенок и соответственно витки их резьбы смещены вдоль оси относительно соседней на XU шага. Необходимый угол подъема резьбы получается за счет того, что поверхность кулачка, на которую опирается торцовая плоскость гребенки, скошена под углом, равным углу подъема резьбы т. Во избежание проворачивания гребенки от воздействия сил резания и для точной установки гребенки после переточки между кулачком и гребенкой устанавливается двухвенцовая звездочка, имеющая различное число зубьев на каждом венце. Венец, закладываемый в кулачок, имеет число зубьев на один меньше, чем венец, закладываемый в гребенку. Это сделано для перемещения режущего лезвия на величину стачивания гребенки за одну переточку (h до 0,2-0,3 мм).
Если величина перемещения режущего лезвия при повороте гребенки относительно кулачка на один зубец звездочки оказывается недостаточной для снятия затупления при заточке гребенки по передней поверхности, то ее поворачивают относительно звездочки, а звездочку — относительно кулачка на 2, 3 и т. д. зубьев в обратном направлении, обеспечивая необходимую величину стачивания зубьев. После этого производится заточка каждой" гребенки в сборе с кулачком, установленной в специальном приспособлении, напоминающем корпус головки. Рассмотренное соединение гребенки с кулачком с помощью сдвоенной звездочки имеет существенные недостатки, связанные со сложностью изготовления глухих шлицевых отверстий в гребенках и кулачках. Поэтому в настоящее время находят применение более технологичные конструкции гребенок со сквозным шлицевым отверстием и звездочкой с одним венцом. Кроме этого, па торце имеется крестообразный паз, которым гребенка сопрягается со шпоночным выступом на кулачках. Благодаря нечетному числу зубьев звездочки и четному количеству пазов на ее торце достигается довольно точная установка гребенок при их переточке.
Особый интерес при конструировании резьбонарезных головок представляет выбор основных конструктивных элементов и установление геометрических параметров гребенок. Наружный диаметр гребенки D зависит от размеров нарезаемой резьбы и размеров самой резьбонарезной головки. При выборе диаметра необходимо обеспечить, чтобы гребенки в раскрытой головке не выходили за внутренний размер нажимного кольца, а в рабочем состоянии не упирались друг в друга.
Нормальный процесс нарезания резьбы резьбонарезными головками обеспечивается за счет наличия необходимых геометрических параметров, которые получаются как заточкой, так и соответствующей установкой гребенок в корпусе головки, Режущая, или заборная часть гребенки производит основную работу по вырезанию профиля. При нарезании резьбы напроход угол режущей части ср принимается равным 15—20°, а при нарезании до упора 30—45°.
Улучшение условий размещения и отвода стружки производится за счет увеличенного пространства у режущей части, что обеспечивается заточкой дна стружечной канавки под углом с углом 12°. Кроме этого, для лучшего отвода стружки, обеспечения работы самозатягиванием и улучшения чистоты поверхности нарезаемой резьбы гребенка имеет угол наклона режущего лезвия передней поверхности калибрующей части к оси гребенки, равный 1,5—2°. Учитывая установку гребенки на скошенный под т кулачок, угол наклона режущего лезвия .
Для создания заднего угла ось гребенки по аналогии с дисковым фасонным резцом должна располагаться выше оси нарезаемой детали. Чтобы улучшить процесс самозатягивания, вершина режущего лезвия гребенки смещается выше оси детали на величину а = 0,05-0,1 мм, которая зависит от размера нарезаемой резьбы.
По материалам: Жигалка Н. И., Киселев В. В. проектирование и производство режущих инструментов.
