Налагодження кінематичного ланцюга верстата на нарізання різьби різцями

Навчальні питання

1. Способи налагодження кінематичного ланцюга верстата на нарізання різьби різцями.

2. Визначення передаточного відношення та підбір змінних зубчатих коліс на верстатах з метричним та дюймовим ходовим гвинтом.

Способи налагодження кінематичного ланцюга верстата на нарізання різьби різцями

Для отримання різьби на токарно-гвинторізальному верстаті необхідно, щоб різець за кожний оберт шпинделя отримав поздовжнє пересування (подачу), що дорівнює кроку різьби, тобто щоб швидкість поздовжнього пересування різця була точно пов'язана зі швидкістю обертання шпинделя.
У більшості сучасних токарних верстатів настроювання для нарізування однозахідної різьби здійснюють зачепленням відповідних зубчастих коліс коробки подач. Токарні верстати постачаються таблицею із зазначенням положень цих рукояток для того або іншого кроку нарізуваної різьби.
Для нарізування різьб, не наведених у таблиці, слід дібрати змінні зубчасті колеса гітари. У цьому випадку передатне відношення змінних колес обчислюється за формулами:
для метричної різьби:

де Р — крок різьби; n — кількість ниток на 1 дюйм; m — модуль. При підрахуванні змінних зубчастих коліс за наведеними формулами слід брати в таблиці крок, близький до кроку нарізуваної різьби, і встановлювати всі рукоятки для нарізування обраного табличного кроку (рис. 9), згідно з таблицею в паспорті верстата. Для верстата 16К20 рукоятки керування та їх положення при нарізуванні різьб показано на рис. 9 і в табл. 1. Нарізування метричних і дюймових різьб з кроками, зазначеними в таблиці, можливо тільки за умови змінних шестерень:

При цьому рукоятками 3, 4, 6 слід установити тип нарізуваної різьби, рукоятками 5 і 7 вибрати потрібний крок, а рукоятками 1 і 2 встановити рекомендовану частоту обертання.
Для нарізування модульних і пітчевих різьб слід установити змінні шестерні і всі рукоятки поставити у відповідне положення.
Установленням змінних шестерень  забезпечується можливість нарізування метричних і дюймових різьб з кроками, що дорівнюють подвоєним значенням, зазначеним у таблиці.
На верстатах, що не мають коробки подач, узгодження швидкості пересування супорта й різця зі швидкістю обертання шпинделя досягається за допомогою ходового гвинта, пов'язаного зі шпинделем верстата змінними зубчастими колесами (рис. 2.8.10).

З рис. 10 видно, що передача обертання від шпинделя до ходового гвинта з кроком Pход здійснюється через трензель і змінні зубчасті колеса a, b, c і d.
Для того щоб правильно налаштувати верстат на задану подачу, верстатник має вміти розрахувати кількість зубців зазначених змінних зубчастих коліс.
Розрахунок змінних зубчастих коліс. Для розрахунку змінних зубчастих коліс уведемо такі позначення (див. рис. 2.8.10):
P — крок нарізуваної різьби, мм;
Pход — крок ходового гвинта, мм;
iтр — передатне відношення трензеля;
— передатне відношення змінних зубчастих коліс.
Зі схеми (див. рис. 10) випливає, що за один оберт шпинделя ходовий гвинт зробить 1об шп iтр •i обертів і пересуне супорт і різець на відстань 1об шп •iтр •i • Pход мм. Це пересування різця за один оберт шпинделя дорівнює кроку різьби P, тобто

Оскільки у більшості випадків передатне відношення трензеля iтр дорівнює одиниці, то з рівняння (5) вийде:

Приклад 1. Визначити передатне відношення змінних коліс для нарізування на токарному верстаті різьби з кроком 1,5 мм, якщо крок ходового гвинта дорівнює 6 мм.
Згідно з формулою (6) передатне відношення:

За цим передатним відношенням слід дібрати зубчасті змінні колеса і встановити їх на гітарі в такому порядку від шпинделя до ходового гвинта, щоб відношення кількості зубців ведучого колеса до кількості зубців веденого точно дорівнювало підрахованому передатному відношенню.
Для нарізування різьби до кожного токарно-гвинторізального верстата додається набір змінних коліс, найчастіше з кількістю зубців, кратною 5 (20, 25, 30, 35 і до 120) і, крім того, колесо з 127 зубцями. Завдання верстатника — дібрати таку пару або такі дві пари зубчастих коліс з наявних у наборі, що відповідають підрахованому передатному відношенню.
Припустимо, що на токарному верстаті з кроком ходового гвинта 6 мм слід нарізати різьбу з кроком 2 мм. Для цього випадку передатне відношення змінних коліс  .
Отже, якщо з'єднати шпиндель і ходовий гвинт будь-якою парою коліс, передатне відношення яких дорівнює , то на деталі вийде різьба з кроком 2 мм.
Щоб по передатному відношенню дібрати кількість зубців змінних коліс, слід чисельник і знаменник дробу помножити на одне й те саме число таким чином, щоб добуток вийшов цілим числом і дорівнював кількості зубців, що є в наборі змінних зубчастих коліс. Наприклад, якщо передатне відношення  , то, помножуючи чисельник і знаменник відповідно на 10, 15 або 20, отримаємо:

Числа 20 і 60, 30 і 90, 40 і 120 позначають відповідно кількість зубців окремих пар змінних зубчастих коліс, що забезпечують отримані на даному верстаті різьби з кроком 2 мм. Слід запам'ятати, що в чисельнику стоїть кількість зубців ведучого колеса, а в знаменнику — веденого. Таким чином, колеса 20, 30 і 40 є ведучими, а колеса 60, 90 і 120 — веденими.
Перше ведуче колесо з будь-якої пари підібраних коліс установлюють на валу трензеля, а друге ведене колесо з тієї самої пари ставлять на кінець ходового гвинта.
Якщо потрібне передатне відношення не може бути забезпечене однією парою коліс, добирають передачі з двома, а іноді й трьома парами змінних коліс. На рис. 10 показано передачу з двома парами зубчастих коліс.

Приклад 2. На токарному верстаті з кроком ходового гвинта Pход = 8 мм потрібно нарізати різьбу з кроком P = 1 мм.
За формулою (6) визначаємо передатне відношення:
Помножуючи чисельник і знаменник на 20, отримуємо:
Колесо з 20 зубцями є в наборі, але відсутнє колесо зі 160 зубцями. Отже, за допомогою однієї пари змінних коліс цю різьбу нарізувати не можна. У таких випадках слід передатне відношення  розкласти на два таких дроби, перемножування яких дасть те саме передатне відношення. Для нашого прикладу це можна записати так:

Помножуючи чисельник і знаменник першого дробу на 20, а другого дробу на 25, отримуємо:

Таким чином, щоб на цьому верстаті з кроком ходового гвинта Pход = 8 мм нарізати різьбу з кроком P = 1 мм, слід взяти зубчасті колеса, що є в наборі верстата, з кількістю зубців 20 і 40, 25 і 100. Колеса a = 20 і c = 25 мають бути ведучими, а колеса b = 40 і d = 100 — веденими.
Дібрані зубчасті колеса можна встановити і в іншому порядку.
1. Можна поміняти місцями ведучі колеса, тобто встановити колесо c = 25 на місце колеса a = 20, а колесо a = 20 на місце колеса c = 25.
2. Таким самим чином можна поміняти ведені колеса b = 40 і d = 100.
Від зазначених у пп. 1 і 2 перестановок передатне відношення не зміниться. Але ведуче й ведене колеса міняти місцями не можна, так чи інакше ведуче колесо a = 20 опинилося б на місці веденого b = 40, а ведене b = 40 на місці ведучого a = 20 і передатне відношення набуло б зовсім іншого значення.
3. Можлива перестановка першої пари замість другої, а другої пари замість першої, тобто