Урок виробничого навчання на тему "Нарізання двозахідної різьби різцем"

План-конспект уроку виробничого навчання

 з професії «Верстатник широкого профілю» 4 розряду

Тема програми  «Нарізання двозахідної різьби різцем»

ПЛАН УРОКУ

Тема уроку:  Нарізання зовнішньої двозахідної різьби різцем.

Мета уроку:

Освітня:  Навчитися нарізати зовнішню двозахідну різьбу, згідно креслення і технологічного процесу та застосовувати різальний і вимірювальний інструмент за призначенням.

Розвиваюча: Розвивати в учнів творчий підхід до виконання виробничих завдань, любов до обраної професії.

Виховна: Виховувати в учнів самостійність в роботі, трудову дисципліну, культуру виробництва, бережне ставлення до інструменту та обладнання.

Оснащення робочого місця: Токарно-гвинторізний верстат 1К62; патрон трикулачковий; зразки токарних різьб; набір різців (прохідний упорний, прохідний відігнутий, різьбовий, відрізний); штангенциркуль ШЦ – І; спеціальний шаблон для встановлення та заточування різців; різьбомір; калібр – кільця, деталі зі зразками  різьб (прямокутна, трикутна, трикутна тризахідна, упорна, трапецоїдна, та інш.).

Тип уроку:  Урок – вивчення нового учбового матеріалу.

Вид уроку:   Виконання самостійних робіт.

1. Організаційний етап:

1.1.Перевірка наявності учнів.

1.2. Перевірка зовнішнього виду учнів.

1.3. Перевірка готовності учнів до уроку.

2. Вступний інструктаж:

2.1. Повідомлення теми та мети уроку.

2.2. Актуалізація знань та умінь учнів.

2.3. Пояснення нового матеріалу (з розповіддю та показом майстром безпосередньо на робочому місці).

Хід уроку

Демонстрація відеоролика  №1, та №2 «Можливості обробки деталей на верстатах з ЧПК».

Урок будемо проводити в формі ділової гри.

Нещодавно учні нашої групи проходили практику на підприємствах міста, працювали в різних цехах,  знайомились з умовами виробництва, структурою підприємств. Сьогодні в нас будуть працювати дві команди: команда інструментального цеху, команда механічного цеху, та група представників відділу технічного контролю (далі - експерти).  Для початку наші експерти проведуть невелике опитування по матеріалу, який вам вже відомий. Перед вами є розроблені картки з відповідями, експерти будуть задавати питання, а кожен член бригади буде піднімати картки: кількість вірних відповідей виявить команду переможця. 

Питання:

1.  Яким інструментом нарізають зовнішню різьбу?

2. Яким інструментом нарізають внутрішню різьбу?
3. Інструмент для контролю кроку різьби.
4. Інструмент для контролю діаметру різьби.
5. Формула для визначення отвору під нарізання  різьби.
6.  Формула для визначення діаметру стрижня під нарізання різьби

Ще один етап нашого змагання на перевірку пройденого матеріалу проведемо у такому вигляді:. команди по черзі будуть задавати питання одна  одній, а експерти  будуть контролювати вірність відповідей.

Питання на кшталт:

•                   Які бувають профілі різьби?
•                   Де застосовують упорні різьби?
•                   Який кут профілю трубної різьби?
•                   Які режими різання під час нарізання різьби плашкою, мітчиком?
•                   Яким інструментом вимірюють середній діаметр різьби?
•                   Який кут профілю метричної різьби, дюймової різьби?
•                   Де застосовують ходові різьби?
•                   Назвати правила охорони праці при нарізанні різьби?

Матеріал теми уроку розподілений на слідуючи підтеми:

1.               Застосування різьб. Класифікація різьб.
2.               Елементи різьби. Зображення різьби на кресленні.
3.               Різьбові різці та їх установка на токарних верстатах.
4.               Нарізання зовнішньої різьби різцем. Режими різання при нарізуванні трикутних різьб різцем.
5.               Нарізання двозахідної різьби різцем.
6.               Контроль різьбових поверхонь.
7.               Типові помилки при нарізанні різьби, та заходи запобігання браку.
8.               Охорона праці при  нарізуванні різьб.

Пояснення нового матеріалу майстер починає з урахування того, що учні вже мають деякий досвід з нарізання різьби різцем, ознайомлені з конструкцією механізмів подач токарного верстату, мають поняття про види та системи різьб.

Утворення різьби.

Різьба утворюється поєднанням обертального та поступального рухів якого-небудь профілю відносно вісі. Якщо різець, рівномірно переміщається уздовж заготовки,                                           Малюнок 1..Утворення різьби

поглиблюється в заготовку яка обертається, то на її поверхні утворюється гвинтова              поверхня; вид цієї поверхні залежить  від форми різця.

Застосування різьб.

Зустріти різьбу можна як на сталевих стрижнях, або гайках для скріплення різноманітних конструкцій, ходових гвинтах, так і на газо-,  тепло- і водопроводах. (Мал..2)

 Різьба метрична трикутна     

Різьба трубна циліндрична    

Різьба трубна конічеська                   

Різьба дюймова конічеська               

Різьба кругла           

Різьба трапецоїдна      

Різьба упорна         

Різьба прямокутна нестандартна 

Малюнок 2. Види різьб

Однією з найпоширеніших у машинобудуванні типами різьб є трикутна різьба. Трикутне різьблення підрозділяється на метричну, дюймову й трубну. Метрична різьба є головним типом різьблення, застосовуваної в нашому машинобудуванні для нарізних сполучень, і має трикутний профіль із кутом профілю 60⁰ .

Елементи різьби :

• Зовнішній діаметр -   d 

• Середній діаметр –  d₂  ( d_ср )

• Внутрішній діаметр – d₁

• Кут профілю - ε

• Крок різьби - Р

• Профіль різьби

Малюнок 3. Елементи різьби           • Глибина профілю  Н= (d -  d₁)/2

Зображення різьби на кресленнях.

М20 × 1 – метрична, діаметр 20мм, крок 1мм

Tr 20 × 2 LH – трапецоїдна, діаметр 20мм, крок 2мм, ліва.

S 40 × 6 -  упорна, діаметр 40мм, крок 6мм.

G3/4 – трубна на циліндрі, ¾ дюйма

R ¾ -  трубна на конусі,  ¾ дюйма..

Нарізання різьби різцем – одна з найбільш складних операцій токарної обробки.

Майстер: «Зараз ми подивимось відеоролик по нарізанню різьб різцем англійською мовою, а представник бригади інструментального цеху виконає переклад».

 Демонструється відеоролик  №3. (один з учнів веде прямий переклад).

Різьбові різці та їх установка на токарних верстатах.

Малюнок.4.Різьбонарізні інструменти: різьбові різці ;різьбові державки;

 а, б, в, г — різьбові грибінки

Від того, як гостро заточений різець залежить шорсткість поверхні різьби. Ріжучі кромки різця повинні бути без зазублин, що досягається доведенням різця. Кут профілю ріжучої частини різця вимірюється шаблоном або кутоміром на світло.  

Малюнок 5. Шаблон для вимірювання кута різця

Установка різьбових різців повинна забезпечити точність профілю різьби. Для цього необхідно, щоб вісь профілю різця була перпендикулярна осі оброблюваної деталі, а передня поверхня різця розташовувалася точно на висоті лінії центрів верстата. Установку нарізного різця також перевіряють за шаблоном. Цей шаблон служить і для контролю профілю різця після переточування, профілю і розмірів різьблення на деталі. При недотриманні цього правила різьба вийде із профілем, «зваленим» на одну сторону.

  Малюнок 5   Перевірка установки різьбового різця

Підготовка заготовок під різьбу.

При нарізуванні різьби різцем діаметр заготовки повинен дорівнювати діаметру різьби, але при нарізанні різьби відбувається деяке видавлювання металу з западин, від чого зовнішній діаметр валу збільшується, тому  діаметр стрижня під різьбу треба проточувати трохи менше зовнішнього діаметра різьби. Вибір діаметра заготовки проводиться по спеціальних таблицях або розраховують за формулою.

d_сm = d_н – (0,1÷0,4)S   

де d_сm – діаметр стрижня, d_н – номінальний діаметр різьби

Наприклад: Розрахувати діаметр стрижня для нарізування зовнішньої різьби     М16  (основний крок – Р = 2мм)

d_сm = 16 - (0,1÷0,4) · 2 = 16 - 0,1 · 2= 16 – 0,2 = 15,8

Нарізання зовнішньої різьби різцем.

Різьбу нарізають за кілька робочих ходів, після кожного ходу різець виводять із канавки, супорт повертають у вихідне положення.  Якщо різьба  непарна, супорт повертають у вихідне положення за допомогою фрикційної подачі,

Малюнок 6.Нарізання різьби    вмикаючи швидке зворотне обертання ходового гвинта.

.Режими різання при нарізуванні трикутних різьб різцем.

Швидкість V різання залежить від кроку різьби, її типу і розташування, міцності оброблюваного матеріалу, матеріалу робочої частини різця і виду проходів. Швидкість різання знижують зі збільшенням кроку різьблення і підвищенням міцності заготовки. Подачею при нарізуванні різьби служить крок різьби, який задається кресленням і змінюватися не може. Для різьбових різців замість глибини різання встановлюють число проходів. Чорнові проходи виконують з меншою швидкістю, ніж чистові. Нарізають різьбу за 5-6 чорнових проходів, 3-4 чистових проходів. V=20-35 м/хв, по чавуну – V=10-15 м/хв.

Охолодження при нарізуванні різьби дає можливість підвищувати швидкість  різання, та сприяє одержанню чистої поверхні різьблення. Кращою мастильно-охолоджуваною рідиною при нарізуванні різьби на сталевих деталях є суміш рослинних олій зі скипидаром.

Нарізування зовнішніх двозахідних  різьб  різцем.

Для початку визначимо які властивості мають багатозахідні різьби і де вони застосовуються. Для цього представники наших двох команд проведуть невеликий експеримент. Один учень бере пару деталей (гвинт та гайку) з однозахідною різьбою з кроком Р = 3мм, а другий бере пару деталей з трьохзахідною різьбою теж з кроком  Р = 3мм, і роблять по 1 повному

Малюнок 7.  двозахідна  та тризахідна різьба.

оберту гайки відносно гвинта. Потім заміряють на скільки  перемістилися гайки: у першого -  на  3мм, у  другого – на 9мм. Таким чином учні самі роблять висновки, що багатозахідні різьби потрібні там, де необхідне швидке переміщення одних деталей або вузлів відносно інших без зменшення внутрішнього діаметру різьби.

Метричні багатозахідні різьби позначають літерою М, номінальним діаметром, числовим значенням ходу і в дужках літерою P і числовим значенням кроку.

В однозахідній різьбі крок дорівнює ходові. Рh = P

У багатозахідних різьбах «хід» означає ту відстань, на яку переміститься вздовж вісі гвинт при одному повному його оберті, тобто крок однієї і тієї самої гвинтової лінії різьби.

Хід різьби  Рh дорівнює добуткові кроку  Р на число заходів  - n.        

   Рh = P×n 

Приклади позначень:    Малюнок 8.  Хід двозахідної: різьби

для двозахідної різьби  номінальний діаметром  28мм з кроком  3мм, значенням ходу 6 мм,  позначення різьби буде   М 28 × 6 (Р3)

Таким чином настроювання верстата на нарізування  двозахідної різьби зводиться до знаходження по таблиці, прикріпленій у залежності моделі верстата до верхньої чи бокової стінки коробки подач, або на барабані настроювання верстата на необхідну різьбу потрібного положення рукояток барабана коробки подач, або чисел зубів змінних зубчастих коліс і установці їх у потрібне положення значення ходу різьби замість значення кроку.

Також одразу встановлюють значення лімбу верхньої частини супорту в нульове положення, з урахуванням люфту. Це знадобиться для настройки верстата на нарізання другої гвинтової канавки.

Починаємо нарізати першу гвинтову канавку. Різьбу нарізаємо за кілька проходів, кількість яких залежить від кроку різьби. Нарізування різьби робимо у такий спосіб.  Пускаємо верстат у хід, подаємо різець у поперечному напрямку, включаємо механічну поздовжню подачу й знімаємо тонку стружку на необхідній довжині виробу. Потім відводимо різець назад із прорізаної канавки й повідомляємо супорту зворотний хід за допомогою механічної подачі, якщо частина виробу, яку нарізують,  невеликої довжини; при великій же її довжині, заощаджуємо час та  робимо це вручну. Установивши супорт у початкове положення, знову подаємо різець у поперечному напрямку  настільки, щоб він міг зняти другу тонку стружку. Ці операції повторюємо доти, поки нарізування різьби не буде закінчено.   

 Так як під час зворотної подачі супорту вершина невиведеного з канавки різця може зламатися, то завжди перед тим, як повідомити супорту зворотну подачу,  треба вивести різець із канавки різьби.

Малюнок 9.. Схеми поперечної подачі при нарізуванні різьби різцем

Для цього треба узятися лівою рукою за важіль відведення  зворотного ходу, а правою – за рукоятку поперечної подачі, потім, виводячи різець із канавки, зупинити верстат, дати йому зворотний хід і тим самим супорту зворотну подачу, діючи обома руками одночасно й швидко. При переміщенні  супорту назад у початкове положення вручну, рознімну гайку доводиться розсовувати й потім замикати перед наступним проходом різця. Але слід пам’ятати, що рознімну гайку можна включати в будь-який момент тільки в тому випадку, якщо крок ходового гвинта ділиться без залишку на крок різьби, яку нарізують. Таке різьблення називається парним.

 При нарізуванні непарного різьблення, крок ходового гвинта та крок різьби, яку нарізують непарні, тому рознімну  гайку можна включити тільки при певному положенні ходового гвинта щодо різьби, яку нарізають. Інакше різець не потрапить у канавку різьблення, і її виток буде зрізаний.

Нарізання другої різьбової канавки.

Малюнок 10.. Схеми  нарізування двозахідної різьби різцем: зміщенням різця, двома різцями

Існує декілька методів нарізання двозахідних різьб:

•              поворотом заготовки;
•              зміщенням різця;
•              двома різцями.

а)  Багатозахідні  різьби найчастіше нарізають, використовуючи спеціальні планшайби, за допомогою яких можна повертати заготовку відносно патрона на 180°, 120° та 90° залежно від кількості заходів;

б) зміщенням різця  відносно деталі на крок різьби за допомогою лімбу верхньої частини супорту,

в) за допомогою набору різців, вершини яких розташовані на відстані кроку різьби, а також зміщенням верхнього супорту на крок різьби після нарізання одного заходу.

В багатозахідних різьбах на верстаті встановлюють не крок різьби, а хід різьби.  Ми будемо використовувати метод зміщення різця.

Коли  перша гвинтова канавка буде нарізана, зміщаємо різець відносно деталі на крок різьби за допомогою лімбу верхньої частини супорту і розпочинаємо нарізання другої гвинтової канавки аналогічно першій. 

Перевірка й вимір трикутної різьби.

Трикутну різьбу (як і інші) можна контролювати комплексно (контролюють усі елементи різьблення, крім зовнішнього  діаметра болта й внутрішнього діаметра гайки) і по окремих елементах, комплексний контроль проводиться за допомогою граничних калібрів.

Граничні різьбові калібри – пробка  наведені на мал. 10.

Малюнок11.     

Різьбові калібри

На (мал. 12) показані контроль зовнішньої різьби прохідним різьбовим кільцем.

Прохідні калібри пробки (ПР) різьбових калібрів, а також прохідне різьбове кільце мають довге різьблення повного профілю. Прохідні калібри повинні повністю вгвинчуватися в різьбовий отвір, нагвинчуватися або проходити через різьбовий стрижень.

                           Малюнок 13 Контроль зовнішньої різьби різьбовим кільцем, скоба.

 Непрохідні калібри пробки (НЕ), а також непрохідне кільце мають усього два-три гвинти різьблення зрізаного профілю.

 Контроль граничними калібрами не дозволяє визначити дійсний розмір того або іншого елемента різьби, а лише встановлює наявність або відсутність неприпустимих відхилень від установлених норм. У деяких випадках необхідно встановити дійсні розміри тих або інших елементів. Тому ми користуємося й іншими мірителями. 

Значно швидше й з більшою вірогідністю визначення кроку різьблення проводиться за допомогою різьбоміра, який являє собою набір різьбових шаблонів з різним кроком або з різним числом зубів.

                                           Малюнок 14.. Різьбомір

Середній діаметр зовнішньої різьби виміряється мікрометром з насадками для вимірювання середнього діаметра різьби.

Малюнок. 15. Мікрометр з насадками для різьби.

Типові помилки при нарізанні різьби різцем, та заходи запобігання браку.

Види браку. При виконанні різьб різцями можливі наступні види браку: неповна різьба, зрив вершин, неточність кроку, неправильний кут профілю та невірне його розташування, непрямолінійность бічних сторін профілю в осьовій площині, груба чистота обробки.

•      Неповна різьба може мати місце при неправильно виконаному діаметрі заготовки під різьбу.
•      Зрив вершинок може бути наслідком роботи негострим  різцем.
•      Неточність кроку різьби виходить в результаті неточності ходового гвинта або неправильного підбору змінних коліс гітари.
•      Непрямолінійність бічних сторін різьби в осьовій площині має місце при встановленні різця вище або нижче осі центрів верстата.
•      Неправильний кут профілю та невірне його розташування до осі деталі виходить в результаті неточної заточування і неправильної установки різця на верстаті.
•      Груба чистота обробки спостерігається при роботі затупившимся різцем, при неправильному виборі змащувально-охолоджую – рідини і режиму різання.

 Майстер звертає увагу учнів на  вимоги охорони праці при роботі:

1. Слід надійно закріпити патрон на шпинделі щоб уникнути самозвинчування при реверсуванні.
2. Не можна працювати на верстаті з невиправленими або невідрегульованими фрикційною муфтою коробки швидкостей і гальм.
3. Рукоятка перемикання верстата повинна безвідмовно діяти і фіксуватися у відповідних положеннях.
4. Не можна притискатися до станини під час роботи, бо поли халата можуть потрапити в зону ходового гвинта.
5. Прочищати різьбу дерев'яним стрижнем або спеціально призначеною для цієї мети щіткою.
6.       Не перевіряти різьбу на ходу верстата.

Для більш цікавого налаштування на питання охорони праці, учні по черзі зачитують рядки авторського віршу майстра виробничого навчання.

Робочий - верстатник широкого профілю

Повинен охорону праці знати

Правила прості, та написані кров’ю,

Дотримуйся їх при роботі верстата

Перед початком роботи завжди,

Застебни ґудзики на рукаві.

Спеціальне взуття, підошва щільна,

Головний убір буде доцільний.

Перевір існування заземлення верстата,

Щоб не вважався  тобі землетрус,

Щоб струмом не било ні тебе, ні тата.

И перевір освітлення кут.

Очі в роботі завжди захищайте

Екраном, або окуляри візьміть.

Та в рукавицях робить – забувайте,

Бо руку затягне зненацька за мить.

В патрон заготовку закріплюй надійно,

Тренуй свої м'язи – на користь буття,

Та в тім буде користь для тебе подвійна,

І гарна фігура, й безпека життя.

Під час обертання деталь  не вимірюй.

Сусіда в роботі не відволікай.

Якщо покидаєш верстат не надовго,

Від електромережі його вимикай.

Патрон не гальмуймо ключем чи рукою

А стружку знімаймо, як треба, крючком,

Тому за верстатом працюй з головою,

Щоб  бути здоровим завжди молодцом.

2.4. Закріплення нового матеріалу

2.4.1. Запропонувати учням самостійно встановити різьбонарізний різець у токарно-гвинторізний верстат 1К62 та виконати деталь згідно креслення з нарізанням двозахідної  метричної різьби М28х6(Р3).

2.4.2. Запропонувати учням відповісти на питання:

Питання для повторення

1. Вкажіть причини неповної різьби і зриву вершин профілю.
2. Що таке хід різьби?
3. Які причини впливають на точність кроку різьби?
4. Дайте визначення для  парної і  непарної різьби?
5. Які граничні калібри застосовують при контролі трикутних різьб?
6. Які методи застосовують для нарізання двозахідних різьб?
7. Вимоги охорони праці при виконанні робіт

3. Поточний інструктаж:

3.1. Видача завдань учням на практичне заняття.

3.2. Стеження за початком роботи учнів та організацією робочих місць.

3.3. Перевірка правильності виконання трудових прийомів.

3.4. Самостійне виконання робіт учнями згідно теми.

3.5. Перевірка дотримання учнями правил охорони праці.

4. Заключний інструктаж.

4.1. Підведення підсумків уроків.

4.2. Вказати учням на їх помилки на протязі уроку.

4.3. Оцінювання учнів.

5. Домашнє завдання.

5.1. Повторення теми уроку (нарізання зовнішньої двозахідної  різьби різцем).

6. Прибирання робочого місця.