Факторы, вызывающие погрешности элементов резьбы

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, S_B, t, β, γ, L_P);

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=L_pk = 2L_ptgα                                                        (2.1),

 

где L_p- длина резьбы;

α – половина угла при вершине конуса.

Погрешность ширины витка при этом будет

 

ΔS_В3=L_ptgα (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=αL_PΔT                                                                              (2.3),

 

где Δl – приращение длины;

α – коэффициент линейного ьермического расширения;

L_P – длина резьбы;

ΔT – приращение температуры.

Максимальная погрешность при Т=20±10ºС составляет ΔS_{Т 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.