Разрезная гайка ходового винта

Винт ходовой для токарного станка и тисков

Ходовой винт – это важная деталь, которая используется в качестве преобразователя движения. Он изменяет вращательное движение в поступательно-прямолинейное перемещение. Для этого он снабжается специальной гайкой. Кроме этого, он обеспечивает перемещение с заданной точностью.

Ходовые винты для станков

Ходовые винты для станков – функциональные приспособления, применяемые в устройствах вариабельного типа – промышленных, настольных и имеющих 3 профиля. Требования, которые предъявляют к этой важной детали, зависят от типа агрегата. Основная задача – преобразовать совершаемое поступательно-прямолинейное вращение. Чтобы оно совершалось с заранее заданной точностью, пара винт-гайка должна соответствовать определенным параметрам.

Передачи винт-гайка и их сборка.

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ СИСТЕМЫ ДОПУСКОВ

-это винты с трапецеидальной резьбой. Трапецеидальная резьба это разновидность резьбы с профилем в виде трапеции с углом 30 градусов. Эта резьба используется в передачах типа «винт-гайка», как ходовая, так как профиль резьбы позволяет выдерживать большие нагрузки на срез и деформацию, а так же обеспечить долговременную работу до износа.

Трапецеидальные винты бывают однозаходными и многозаходными и характеризуется такими величинами, как шаг резьбы и ход резьбы. Шаг резьбы – это расстояние между двумя ближайшими резьбовыми нитками, а ход резьбы – расстояние, на которое сдвигается гайка за один оборот винта. В случае однозаходной резьбы ход равен шагу, а в случае многозаходной – произведению шага на количество заходов. Однозаходная резьба является самотормозящей – нагрузка, приложенная к гайке, не заставит крутиться винт, многозаходная обычно не обладает свойством самоторможения.

Обозначение однозаходной трапецеидальной резьбы (ГОСТ 9484-81) состоит из букв Tr, наружного диаметра и шага.

Обозначение многозаходной трапецеидальной резьбы (ГОСТ 24739-81) состоит из букв Tr, наружного диаметра, хода и шага (рис. 2.23 и 2.24). Варианты нанесения обозначения на рис. 2.23, а и 2.24, а предпочтительней.

Обычно трапецеидальные винты изготовляют накаткой на специальных станках и их класс точности С7 или С8 (соответственно +-50 или +-100 микрон погрешности хода на 300мм длины). Винты более высокого класса точности возможно изготовить резанием или резанием с последующей шлифовкой.

Где приобрести?
Вы можете купить трапецеидальные винты в нашем магазине по доступной цене. Доставим в любую точку России!

Показатели качества винта

Винт, как очень важная деталь, должен соответствовать множеству требований. Для того чтобы его можно было использовать, к примеру, в настольных тисках, он должен подходить по таким параметрам, как: диаметральный размер, точность профиля и точность шага резьбы, соотношение резьбы винта с его опорными шейками, износостойкость, толщина нитки резьбы. Также важно отметить, что в зависимости от степени точности перемещения, которую обеспечивают винты, их можно разделить на несколько классов точности от 0 до 4. К примеру, ходовые винты металлорежущих станков должны соответствовать классу точности от 0 до 3. 4 класс точности не подходит для использования в таком оборудовании.

Для чего нужен

Ходовой винт применяется в станках для резания металла, прессах и других агрегатах различного назначения: прецизионных и высокоточных (с 0 до 2 класса), стандартной точности (фрезерных и токарных) (3 класс винта) производства установочных перемещений (4 класс).

Ходовые винты для станков содержат разные поверхности (шейки, опорные и посадочные буртики, резьбовую поверхность), но основное требование – наличие ходовой резьбы на поверхности. К ней существует ряд технических стандартов, предъявляемых для выбора станка и совершаемых работ. Наличие определенной поверхности означает возможность производить определенные процессы:

• шейки и буртики нужны для установки в отверстия или в подшипник;
• резьбовая поверхность соединяет с гайкой и преобразует движение;
• посадочная шейка нужна для установки шкива или зубчатого колеса (они передают вращающий момент с помощью шлиц, пазов и отверстий).

Обратите внимание! Производство/изготовление ходовых винтов осуществляется по строго заданным параметрам, и точность подбора – главное условие работы станка. Прямолинейное перемещение возможно только в комплексном взаимодействии с остальными узлами и деталями самого винта и гайки, которая находится в сопряжении с ним. Ходовой винт – одно из звеньев размерной цепи, но его корректное действие в составе многозвенного устройства и есть гарантия точности параметров изготовленной на станке детали.

Материал для заготовки ходового винта

В качестве заготовки для производства винта используют обычный пруток, который отрезается от сортового металла. Однако здесь важно отметить, что к материалу, служащему заготовкой, предъявляются некоторые требования. Металл должен обладать хорошей стойкость к износу, хорошей обрабатываемостью, а также обладать состоянием стабильного равновесия в условиях внутреннего напряжения, которое возникает после обработки. Это очень важно, так как данное свойство поможет избежать деформации ходового винта при его дальнейшем использовании.

Для производства этой детали со средним классом точности (2-й или 3-й), к которой не будут предъявляться требования повышенной устойчивости к температуре, используют сталь А40Г, являющуюся среднеуглеродистой, с добавками серы и стали 45 с дополнением свинца. Такой сплав улучшает возможность обработки винта, а также уменьшает шероховатость поверхности материала.

Виды и характеристики

По типу профиля различают три основных вида – прямоугольный, треугольный и ходовой винт с трапецеидальной резьбой. Последний используется чаще, поскольку они считаются точнее прямоугольных и с помощью разрезной гайки и винта можно регулировать зазоры, неизменно возникающие при использовании не нового, а изношенного оборудования.

Второй метод дифференциации важной детали: по профилю. В винтах с трапецеидальной резьбой может использоваться крупный, средний и мелкий шаг, полукруглый, стрельчатоарочный. Все зависит от предназначения станка и соответствия нормали станкостроения. Она создавалась на основании богатого практического опыта, расчетного анализа и экспериментальных исследований в этой области.

Изготовление ходовых винтов производится из вариабельных металлов и сплавов – это еще один способ дифференциации, но уже внутри отдельной категории. Есть градация по износостойкости и диаметру, точности резьбы и толщине ее нитки. Особое внимание уделяется соотношению резьбы и опорных шеек.

Составные винты делают из секций, которые сложно соединять между собой. Такое разнообразие характеристик предполагает точность подбора важного звена.

Сборка передачи винт—гайка скольжения.

Сборку винтового механизма (рис. 1) начинают с установки ходового винта. Левый конец винта 4 при помощи жесткой втулочной муфты 2 соединяют с хвостовиком 1 вала коробки подач коническими штифтами 3. Втулку 13 пригоняют по посадочной шейке правого конца винта 4 и собирают опорную часть подшипника правой опоры вала, наде­вая на него сферическое кольцо 12 и упорную шайбу 11 с радиаль­ной прорезью. Затем в крышку 7 запрессовывают штифты 5 и 6, предварительно просверлив отверстия под них, и устанавливают опорную пяту 10 таким образом, чтобы штифт 6 вошел в шлиц на ее наружной поверхности. Крышку 7 в сборе навинчивают на резьбу корпуса подшипника так, чтобы штифт 5 вошел в шлиц упорной шайбы 11. После установки ходового винта в крышку 7 устанавливают регулировочный винт 8 с контргайкой 9.

Рис. 1. Ходовой винт (сборочная единица):
1 — хвостовик вала коробки подач; 2 — муфта; 3, 5, 6 — штифты; 4 — ходовой винт; 7 — крышка; 8 — регулировочный винт; 9 — контргайка; 10 — опорная пята; 11 — упорная шайба; 12 — сферическое кольца; 13 — втулка

После сборки узла с ходовым винтом переходят к сборке гайки ходового винта. Сборку гайки ходового винта (рис. 2) начинают с выполнения пригоночных операций (осуществляют пригонку шипа 4 корпуса 9 гайки к пазу ползуна 5). После выполнения при­гоночной операции в корпус 9 гайки ходового винта с левой сто­роны запрессовывают полугайку 1, закрепляя ее винтами 2. С пра­вой стороны корпуса 9 гайки ходового винта устанавливают на шпонке 6 подвижную резьбовую полугайку 7, которую пригоняют к корпусу 9 так, чтобы ее можно было легко, без качки смещать вдоль оси отверстия корпуса (осевое перемещение полугайки 7 обеспечивается за счет регулировочной гайки 8, установленной на наружной резьбе полугайки 7).

Рис. 2. Гайка ходового винта (сборочная единица): 1 — неподвижная полугайка; 2, 5 — винты; 3 — ползун; 4 — шип; 6 — шпонка; 7 — подвижная полугайка; 8 — регулировочная гайка; 9 — корпус гайки ходового винта

Собранную гайку устанавливают на ходовой винт, для чего винт вынимают из правой подшипниковой опоры и навинчивают на него собранную гайку. После этого винт с установленной на нем гайкой монтируют на место таким образом, чтобы шип корпуса 9 гайки вошел в паз ползуна 3, и закрепляют гайку ходового винта на корпусе винтами 5 (см. рис. 2).

Профиль винта

Существует три профиля винта, которые используются при производстве ходового винта токарного станка или любого другого. Профиль может быть трапецеидальным, прямоугольным или треугольным. Наиболее распространенным типом считается трапецеидальная резьба. К ее преимуществам можно отнести то, что она выше по точности, чем прямоугольная. Кроме этого, используя разрезную гайку, можно регулировать осевые зазоры трапецеидальным винтом, которые возникают из-за износа оборудования.

Здесь важно также отметить, что нарезание, как и шлифовка трапецеидальной резьбы на винт, гораздо проще, чем прямоугольной. Но при этом нужно понимать, что точностные характеристики прямоугольной резьбы выше, чем у трапецеидальных. Это значит, что если стоит задача создать винт с наилучшей регулировкой по точности, то придется все же нарезать прямоугольную резьбу. Трапецеидальные винты не подходят для проведения очень точных операций.

Способы крепления

Изготовление самодельного станка предполагает крепление специальными держателями двух типов, с разницей в том, как они крепятся непосредственно к раме. Если у двигателя шаговый тип, применяют безлюфтовые гайки и гибкие муфты, но народные умельцы придумывают и свои собственные приспособления из подручных материалов. Люфт гайки может устраняться специальными болтиками или соединителями. Необходимость разного рода креплений определяется и диаметром вала.

Производители предлагают несколько вариантов креплений. Целесообразность применения самодельного крепежа, учитывая наличие и низкую стоимость заводских крепежных деталей, не только низка, но и небезопасна.

Регулирование и контроль качества сборки винтовой переда­чи.

Для обеспечения параллельности оси ходового винта направ­ляющим станины перед его окончательной установкой необходи­мо отрегулировать положение правой (подшипниковой) опоры (рис, 3). Правую (подшипниковую) опору закрепляют на стани­не, используя струбцины. На направляющие станины устанавли­вают приспособление 1 и при помощи индикаторов 3 и 5, разме­щенных на мостике 2 приспособления, определяют параллель­ность оси ходового винта направляющим станины. Измерения производят в горизонтальной и вертикальной плоскостях у право­го и левого концов винта.

Правильно смонтированный винт вращается без осевого пе­ремещения, которое регулируется винтом 8 с контргайкой 9 (см. рис. 1), а его торец, нагруженный осевой силой, при правом и левом вращении не смещается более чем на 0,03 мм.

Рис. 3. Схема контроля сборки вин­товой передачи:
1 — контрольное приспособление; 2 — мо­стик; 3, 5 — индикаторы; 4 — ходовой винт

Винтовые механизмы в связи с наличием зазоров в сопряжени­ях винт—гайка имеют холостой ход, т.е. при повороте винта на некоторый угол гайка остается неподвижной, а следовательно, и связанный с ней исполнительный механизм также остается не­подвижным. Поскольку для нормальной работы механизма необходимо обеспечение минимального холостого хода в гайках ходо­вого винта предусматривают устройства для его регулирования. В рассматриваемой конструкции винтовой передачи регулирова­ние осуществляется за счет осевого перемещения подвижной по­лугайки. Осевое перемещение осуществляется при вращении ре­гулировочной гайки 8, установленной на наружной резьбе полу­гайки 7 (см. рис. 2).

Обработка винта

Основными деталями, на которых базируется винт в станке, стали опорные шейки и буртики. Исполнительной поверхностью у винта считается его резьба. Наибольшая точность в настольных тисках и любых других станках, имеющих такой винт, должна быть обеспечена между исполнительной поверхностью детали, а также основной базирующей поверхностью. Технологической базой при производстве ходового винта считается его центровое отверстие. По этой причине, для того чтобы избежать деформации, обработку всех этих поверхностей осуществляют с использованием подвижного люнета. Применение этой детали определяет специфику обработки ходового винта.

Здесь также важно отметить, что винт с разным классом точности, обрабатывается до различных величин. Детали, которые будут принадлежать к 0,1 и 2 классу точности обрабатывают до 5-го квалитета. Винты, принадлежащие к 3-му классу точности, проходят обработку до 6-го квалитета. Винты, относящиеся к 4-й категории, обрабатываются также до 6-го квалитета, но при этом у них имеется поле допуска по наружному диаметру.

Конструктивные особенности

Даже ходовой винт для тисков предполагает некоторые особенности в зависимости от типа устройства. Преимущественно используются винты с трапециевидной ходовой, где винтовая пара должна быть среднего класса точности. В тисках используется быстрозажимный механизм, с двумя направляющими или специальный при изготовлении Г-образной формы. Чтобы сделать тиски, нужно иметь чертеж ходовой, гаек и винта, учитывать диаметр и шаг резьбы.

Ходовой винт токарного станка зависит от его конструктивной компоновки, места в классификации (его различают по весу агрегата, максимальной длине изделия и его максимальному диаметру). От этих параметров зависит необходимый тип блока управления и то, какими способами проводится защита ходового винта.

Центровка и нарезание резьбы

Для того чтобы получить приемлемого качества винт, необходимо осуществить еще несколько операций. Одной из них стала центровка детали, которая проходит на токарном станке. Ходовой винт, а точнее, заготовка для этой детали центрируется на указанном оборудовании и здесь же ей подрезают торцы. Кроме этого, проводится операция по шлифовке заготовки. Для этого применяют бесцентрошлифовальные или круглошлифовальные станки в центрах. Здесь важно добавить, что шлифовка в центрах осуществляется только для винтов 0,1 и 2 класса точности.

Далее, прежде чем приступить к нарезке резьбы, заготовку необходимо подвергнуть правке. Здесь нужно отметить, что этой операции подвергают только винты с 3-м и 4-м классом точности. После этого их поверхность дополнительно шлифуется. В качестве оборудования для нарезания резьбы на ходовом винте используют токарно-винторезный станок.

Принципы выбора

Основные составляющие выбора – это материал изготовления, длина и диаметр (указываются в чертеже ходового винта), класс точности и наличие дополнительных конструктивных элементов (шпоночных пазов и пр.).

• винт ходовой 1к62 РМЦ-1000 мм – для заготовок, закрепленных в центрах или патронах, токарно-винторезного станка аналогичной маркировки;
• винт ходовой 1м63 – часть винтового механизма в станках, где суппорты или столы перемещаются по направляющим;
• ходовой винт 16к20 – часть сложного агрегата с аналогичной маркировкой, но подходит и к станку 1в62г;
• ходовой винт для ЧПУ выбирается в зависимости от станка, прибора или приводного механизма.

Параметры выбора для всех узлов примерно одинаковы, но специалисты уверены, что для человека с небольшим практическим опытом и отсутствием технических знаний – это запутанный лабиринт. Поэтому перед покупкой нужно вооружиться списком требований. Минимальный – это предельная масса обрабатываемой детали, ИПМ (линейная скорость сборки, ускорение и общая протяженность винта). Желательно, чтобы он был с шагом 2 мм или другим, который по расчетам станка представляется оптимальным.

Ходовой винт – важная составляющая промышленного и настольного агрегата, предназначенного для обработки вариабельных заготовок. Покупка подходящего изделия может быть затруднительной, учитывая бесконечное многообразие предложений от производителя. Чтобы сделать правильный выбор, лучше обратиться к специалисту-консультанту.

Описание гайки винта

Гайка ходового винта предназначается для того, чтобы обеспечить точные установочные перемещения. В некоторых редких случаях их могут производить из такого материала, как антифрикционный чугун. Этот элемент должен обеспечивать постоянное зацепление с витками винта, а также выступать в роли компенсирующей детали. Компенсировать придется зазор, который неизбежно возникнет при износе винта. К примеру, гайки для ходовых винтов, использующихся в токарных станках, изготавливаются сдвоенными. Это необходимо для того, чтобы убрать зазор, который может возникнуть либо вследствие производства и сборки станка, либо в результате износа его деталей.

Особенность винта с гайкой сдвоенного типа в том, что она обладает неподвижной и подвижной частью. Подвижная часть, которая является правой, может перемещаться вдоль оси неподвижной части. Именно это передвижение и будет компенсировать зазор. Производство гайки осуществляется лишь для винтов нулевого, 1-го и 2-го класса точности. Для их изготовления используют оловянистую бронзу.

Из чего изготавливают гайки и их износ?

Наиболее распространенными материалами для производства этого вида деталей стали алюминиево-железистые бронзы, по нормам станкостроения МТ 31-2. Кроме этого материала, может также использоваться антифрикционный чугун, как заменитель для неответственных винтовых передач.

Здесь важно добавить, что гайка изнашивается намного быстрее, чем непосредственно ходовой винт. Для этого есть несколько причин:

• резьба гайки плохо защищена от любого вида загрязнений, а также ее довольно трудно очищать от этих ненужных элементов;
• часто случается так, что этот элемент изначально плохо смазывается и это сильно сказывается на сроке службы;
• при зацеплении гайки с винтом получается так, что у второго элемента работают одновременно все витки, а вот у винта лишь те, что находятся в сцепке с гайкой.

По этим причинам винты с гайкой должны проверяться чаще, поскольку износ гайки наступает довольно быстро.