Количественная оценка значимости составляющей погрешности статической настройки на размер и составляющих компенсации погрешностей шага н половин угла профиля .гребенок и погрешности шага ходового винта подачи на шаг формируемой резьбы показывает, что сумма этих составляющих может изменяться в интервале 0,03 ... 0,07 мм.
Анализ характеристик жесткости СПИД при многопроходном формообразовании резьбовых отверстий на крупных и уникальных расточных станках показал, что при расчетах погрешности обработки, обусловленной деформацией СПИД под действием крутящего момента и неуравновешенной радиальной составляющей силы резания, следует учитывать только жесткость самого резьбообразующего инструмента. Экспериментально и аналитически определены деформации Л и углы поворота 1|> контура поперечного сечения резьбонарезных головок диаметром 64 ... 170 мм в условиях кручения с изгибом.
Составляющие компенсации накопленной погрешности шага и погрешностей половин угла профиля, обусловленных упругой деформацией контура поперечного сечения резьбо-образующего инструмента (в двух плоскостях) в интервале возможных значений нагрузок, для резьбонарезных головок диаметром до 100 мм изменяются в пределах 0,04 ... 0,06 мм, для резьбонарезных головок диаметром до 200 мм в пределах 0,02 ... 0,03 мм. Результирующая точность обработки в значительной степени определяется числом проходов и оптимальным соотношением величин припусков между проходами.
Многопроходное формирование резьбового отверстия осуществляется при последовательном уменьшении величины припуска для каждого последующего прохода с целью уменьшения составляющей погрешности от деформации инструмента под действием крутящего момента и неуравновешенной радиальной составляющей силы резания.
По мере уменьшения величины припуска для каждого последующего прохода и соответствующего уменьшения эффекта влияния силовой нагрузки погрешности геометрических параметров резьбы уменьшаются. Интенсивность уточнения геометрических параметров резьбы зависит от соотношения величин припуска между проходами.
На завершающем проходе результирующая погрешность определяется не просто суммой составляющих погрешностей данного 1*-го прохода, но н остаточной технологически наследственной погрешностью геометрических параметров резьбы от предшествующего прохода.
Интенсивность уточнения погрешности геометрических параметров (шаг, половина угла профиля) определяется коэффициентом Л, представляющим собой отношение разностей накопленных погрешностей шага или половин угла профиля предыдущего н последующего проходов к разности величин припусков на этих проходах.
На основе разработанных научных основ обеспечения точности формообразования внутренних резьб больших диаметров в НПО ЦНИИТмаш создана новая технология и высокопроизводительные конструкции регулируемых резьбонарезных головок с автоматическим и ручным выключением для многопроходного нарезания резьб с шагом до 6 мм н диаметром 56 ... ... 200 мм.
Для всего диапазона диаметров резьб 56 ... 200 мм разработано два конструктивных варианта резьбонарезных головок: для диаметров 56 ... 130 мм с ручным выключением для диаметров 110... ... 200 мм с автоматическим выключением.
В разработанных конструкциях уровень унификации применяемых деталей составляет около 80 %. Основные размеры головок с ручным выключением приведены в табл. 1, с автоматическим выключением — в табл. 2.
Число проходов при нарезании резьбы в корпусных деталях резьбонарезными головками определяется обрабатываемым материалом, уровнем требований по точности, конструктивной формой резьбового отверстия и глубиной нарезания.
Рациональная схема формообразования резьбы частью резьбового контура режущих зубьев, оптимальная конструктивная форма режущей части гребенки (с двойным углом заборного конуса), интенсивное (под давлением СОЖ) охлаждение зоны резания обеспечивают высокие значения стойкости.
Ресурс работы резьбовых гребенок марок Р18, Р9М4К8 из быстрорежущих сталей составляет 10 ... 12 м нарезанной резьбы до первой переточки (при обработке резьб М140 ... М170 глубиной до 300 мм в корпусах реакторов из перлитных сталей стойкость —до 30 отверстий до первой переточки, при нарезании резьб М64Х6 в сталях марок 1Х2М, 12Х2М — до 70 отверстий глубиной 180 мм). При многопроходном нарезании резьб резьбонарезными головками рассеяние значений среднего диаметра в партии обрабатанных отверстий не превышает 0,5 мм.
Расчеты ожидаемой точности обработки, подтвержденные экспериментально и на производстве, показывают, что при многопроходном формообразовании регулируемыми резьбонарезными головками реализуется точность обработки по 5Я6Я, а при снижении погрешностей технологической настройки может быть обеспечена точность по 4Н.
Шероховатость обработанной поверхности при многопроходном нарезании резьбы соответствует 10-20 мкм.
При повышенных требованиях к шероховатости поверхности резьбы (#а<2,5 мкм), а также в случаях, когда резьбовые поверхности должны иметь упрочненный слой, отверстия могут быть подвергнуты калиброванию специальными раскатывающими головками. При калибровании по схеме движения резьбообразующего инструмента без принудительной подачи по подготовленной резьбовой поверхности результирующая точность обработки определяется технологически наследственной точностью предшествующей обработки под калибрование.
Из рабочих параметров процесса калибрования величина припуска по среднему диаметру Д1)2 оказывает наиболее существенное влияние на характеристики размерной точности резьбового отверстия и качество поверхности. При калибровании резьбовых отверстий диаметром до 200 мм величину припуска по среднему диаметру необходимо назначать в пределах 0,1-0,15 мм, что отвечает условиям обеспечения наиболее высоких показателей точности обработки.
Для калибрования резьбовых отверстий диаметром от 30 до 50 ... 80 мм могут быть рекомендованы разработанные в НПО ЦНИИТмаш раскатывающие головки с механическим креплением цилиндрических резьбовых вставок из твердых сплавов, для диаметров от 40 до 200 мм раскатывающие головки с монолитными вращающимися роликами на опорах качения 13, 4].
Новая технология многопроходного формообразования внутренних резьб диаметром до 200 мм в корпусных деталях установок атомного, химического и других отраслей машиностроения обеспечивает высокий уровень надежности и стабильности точности обработки по 5Я6Я (ГОСТ 16093—70), повышение производительности в 2—3 раза.
