Источники погрешностей параметров упорной специальной резьбы можно разделить на три группы: технологические, конструктивные и эксплуатационные.
1. Технологические факторы:
а) заточка режущей части инструмента;
б) установка режущего инструмента относительно оси изделия;
в) износ режущего инструмента;
г) качество материала обрабатываемого изделия;
д) режимы резания;
е) человеческий фактор (в том числе квалификация рабочего).
2. Конструктивные факторы:
а) Габариты и конфигурация изделия;
б) Номинальные размеры резьбы (d, S, SB, t, β, γ, LP);
в) Жесткость детали (толщина ее стенки).
3. Эксплуатационные факторы:
а) Температура окружающей среды;
в) Изменение физико-механических характеристик и размеров от времени и эксплуатации;
в) Отличие коэффициентов линейного термического расширения соединяемых деталей.
Все эти факторы могут вызвать отклонения элементов резьбы вследствие скрытых дефектов материала (пор, трещин, отслоений и т.д.), температурных деформаций, погрешностей заточки и установки резьбы и др. Рассмотрим наиболее существенные из них.
Влияние конусности детали на величину ширины витка. Конусность, возникающая в результате неточности оборудования или вследствие износа проходного резца. Однако при выходе конусности за верхнюю границу допуска наружного диаметра для обеспечения надёжной свинчмваемости последний необходимо обточить дополнительно с припуском, равным (Рисунок 2.4).
Рисунок 2.4 – Влияние конусности детали на величину ширины витка резьбы по наружному диаметру
2ab=Lpk = 2Lptgα (2.1),
где Lp- длина резьбы;
α – половина угла при вершине конуса.
Погрешность ширины витка при этом будет
ΔSВ3=Lptgα (tgβ + tgγ) (2.2).
Эту погрешность необходимо учитывать только при нарезании резьб на проход на деталях с отношением L/d > 6.
Отличие коэффициентов линейного расширения материалов соединяемых деталей. Различие указанных коэффициентов может сказаться на погрешности
Δl=αLPΔT (2.3),
где Δl – приращение длины;
α – коэффициент линейного ьермического расширения;
LP – длина резьбы;
ΔT – приращение температуры.
Максимальная погрешность при Т=20±10ºС составляет ΔSТ max≤0,03 мм. Температурные деформации узлов станка при нарезании резьбы на точность обработки влияния не оказывают и учёт их не требуется.
Кроме того, соединение (свинчивание) двух труб можно рассматривать как местный процесс сжатия материала. Однако сжимающие напряжения и деформации сами по себе не могут вызвать разрушение. Так как кроме сжимающих имеют место только два вида напряжений - растягивающие и касательные, то при резании стеклопластиков различают два основных типа разрушений: от растягивающих напряжений (путем отрыва) и от касательных напряжений (путём среза).
В резьбовом соединении трубы наиболее часто подвергается поломке конец трубы по первому витку. Переменные нагрузки в сочетании с концентрацией напряжения во впадинах резьбы обусловливают усталостный характер сломов. Разрушению способствуют также неравномерный характер распределения нагрузки по резьбе, отклонения элементов резьбы, связанные с износом инструмента, неравномерностью распределения сил резания [15].
В каждом конкретном случае задачи повышения прочности соединения и точности нарезания резьб должны решаться с учетом специфических особенностей материала деталей, способа изготовления и условий производства. Любое отклонение от оптимальных значений параметров технологического процесса и технологических режимов приводит к ухудшению качества детали, а в дальнейшем к снижению точности при механической обработке.