/
Автор: Таптун А.С.
Теги: металлические конструкции металлы станки режущие инструменты станкостроение
Год: 1945
Текст
А.С- ТАПТУН
Нарезание
Л КАП ОБОРОНГИЗ
1945
А. С. ТАПТУН
Инженер-подполковник
НАРЕЗАНИЕ
ОРУДИЙНЫХ СТВОЛОВ
ЗАМЕЧЕННЫЕ ОПЕЧАТКИ
Стр. Строка Напечатано Следует читать По чьей вине
48 5-я снизу / под углом (фиг. 14) под углом р (фиг. 14)
49 15-я сверху муфте е муфты е Типогра-
90 23-я „ под углом, под углом i, фии
124 20-я сверху Приведенная выше стоимость Приведенная выше зависимость
Aud. fan т ун, Нарезание орудийных отзолов
. Оборонгиз НКАП
ГЛАВНАЯ РЕДАКЦИЯ ВООРУЖЕНИЯ И БОЕПРИПАСОВ
Москва 1945
В книге описано устройство каналов стволов орудий, на-
резательные станки, инструмент, применяемый при нарезании
каналов орудий, настройка станка и нарезательной головки,
технологический процесс нарезки каналов орудий и дефекты
по нарезам. Наряду с описанием приведены конкретные
цифровые данные о проверке станков, инструмента и изделий.
Книга должна служить пособием для технологов-произ-
водственников заводов,- изготовляющих стволы орудий,
а также для студентов втузов при прохождении курса артил-
лерийского производства и технической приемки.
Редактор Пфлаумбаум Е. Э. Техред Мелентьева. П. Г.
Г805007. Сдано в производство 30/V 1944 г. Подп. в печать 9/1 1945 г.
Печ. л. 11,25. Уч.-авт. л. 11,2. Тип. зн. в п. л. 39 800. 84ХЮ81/э2 Л» л*
Тираж 3000. Цена 12 руб. t - Заказ 164.
Набиралось в 13-й тип. треста „Полиграфкнига" ОГИЗа при СНК РСФСР.
Печаталось в типографии Оборонгиза.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
I. Устройство каналов стволов орудий 5
1. Устройство зарядных камор............................ 5
2. Устройство нарезной части стволов................... 11
3. Первые орудия с нарезными стволами в России...... 26
4. Контрольные вопросы ................................ 31
II. Нарезательные станки................................. 31
1. Станины станков...................................... 33
2. Механизмы для установки и крепления стволов .... 35
3. Каретка (супорт) станка и стебли (борштанги)........ 38
4. Устройство копиров................................... 41
5. Привод, коробки скоростей и ходовые винты ........... 46
6. Механизмы управления................................. 48
7. Кинематика нарезательных станков..................... 48
8. Расчет механизмов станка ........................... 52
9; Нарезательный станок Бютаст.......................... 56
10. Нарезательный станок Гринвуд-Бэтли.................. 61
11. Нарезательный станок Найльс......................... 66
12. Контрольные вопросы................................. /о
III. Инструмент для нарезания каналов орудий................. 75
1. Двухрезцовая нарезательная головка.................. 78
2. Четырехрезцовая головка............................. 81
3. Четырехрезцовая головка с качающейся резцовой ко-
лодкой ................................................. 87
4. Восьмирейцовая головка.............................. 92
5. Головка типа Уайт................................... 95
6. Двухрезцовая головка завода в Нотингеме............ 100
7. Общие выводы о нарезательных головках.............. 101
8. Выбор геометрии резцов.........................• . 102
9. Конструкции резцов.................................. НО
10. Контрольные войросы ............................... 115
IV. Настройка станка и нарезательной головки............... 116
1. Настройка и проверка механизмов станка............. 116
2. Проверка установки копира.......................... 119
3. Проверка установки ствола и нарезательной головки . . 124
4. Контрольные вопросы................................ 127
3
V. Технологический процесс нарезания каналов орудий .... ,127
1. Нарезание каналов орудий по методу растяжения .... 128
2. Выбор охлаждающей жидкости......................... 132
3. Выбор режимов резания.............................. 135
4. Определение машинного и штучного времени .......... 137
5. Полирование и хонингование каналов................. 140
6, Контроль каналов орудий........................... 144
7. Нарезание по методу сжатия......................... 151
8. Протягивание нарезов .............................. 152
9. Некоторые методы .нарезания каналов орудий..... 153
Фрезерование нареаов................................ 153
Нарезание конических каналов........................ 155
Нарезание каналов орудий с переменной шириной
нарезов............................................. 156
Нарезание каналов золовкой с односторонним располо-
жением резцов . :.....................•....... 157
10. Ручная обработка нарезов.......................... 158
II. Контрольные вопросы................................ 159
VI. Дефекты нарезов в каналах орудий........................ 159
1. Дефекты металлургического происхождения............ 159
3. Дефекты, получаемые в механических цехах........... 160
3. Дефекты, получаемые при контрольном испытании ство-
,лов стрельбой................ .'....... 175
4. Контрольные вопросы............................... 179
Литература.................................................. 180
I. УСТРОЙСТВО КАНАЛОВ СТВОЛОВ ОРУДИЙ
I,
Канал ствола орудия имеет следующие основные части:
камору, .нарезную часть и гнездо для затвора. Технология
обработки каморы и нарезной части ствола имеет много об-
щего в отношении технических требований, предъявляемых
к службе стволов, а также к методам обработки и контроля.
Качество нарезки каналов орудий зависит от подготовки их
для нарезания, т. е. от качества окончательной обработки ка-
моры и гладкой цилиндрической части канала ствола. Вслед-
ствие этого технолог, проектирующий процесс механической
обработки каморы и нарезной части каналов стволов орудий,
должен быть знаком с их устройством.
1. Устройство зарядных камор
Устройство зарядной каморы ствола зависит от способа
заряжания: камора под унитарный патрон, камора под гиль-
зовое раздельное заряжание и камора картузного заряжа-
Фиг. 1. Устройство каморы для унитарного патрона.
ния. Номинальные размеры камор зависят от объема для
принятой плотности заряжания и от размеров гильз для дан-
ного калибра.
На фиг. 1—4, а также на фиг. 57 показано устройство
зарядных камор у имеющихся на вооружении орудий, при-
5
чем указаны основные размеры и допуски для обработки.
По очертанию (конфигурации) камору патронного заряжа-
ния можно разделить на следующие участки: 1) основной —
обтюраторный конус, 2) переходный конус, расположенный
между основным и ци-
линдрическим участками
для дульца гильзы, и -3)
нарезной скат (Конус) 'у
начала нарезов. ’В каме-
рах для ^гильзового раз-
дельного заряжания (как
Фиг. 2. Устройство нарезного ската
для камор патронного заряжания.
Фиг. 3. Устройство каморы для
гильзового раздельного заря-
жания.
это видно на фиг. 3) переходной конус отсутствует.
Основной (обтюраторный) конус должен удовлетворять
следующим техническим требованиям:
Фиг. 4. Устройство каморы для'картузного заряжания 203,2-.чм гауби-
цы обр. 1931. Г
1) обеспечивать плотное прилегание стенок гильзы к по-
верхности каморы при выстреле и хорошую обтюрацию по-
роховых газов; это достигается соответствующими допусками
на размеры и чистотой поверхности конуса;
6
2) допускать удобную экстракцию гильз после выстрела
и без деформации их (поперечные ц продольные трегцины-
надрывы); это достигается соответствующей конусностью и
плотным прилеганием стенок гильзы к поверхности каморы
при закрытом затворе;
3) обеспечивать необходимый для размещения заряда
объем каморы; при этом следует иметь в виду, что большой
уклон конуса приводит к увеличению наружных диаметраль-
ных размеров ствола и ухудшает заряжание (досылку сна-
ряда при раздельном заряжании).
Учитывая перечисленные требования, обеспечивают ко-
нусность основного (обтюраторного) конуса от до .
Наиболее часто конусность составляет от ~ до . Для
122-лмг гаубицы обр. 1910—1930 гг. конусность равна
Для 107-мм пушки обр. 1910 г. конусность основного ко-
1
нуса каморы равна
В литературе имеются указания, что в немецкой артилле-
рии (периода 1914—1918 гг.) некоторые образцы орудий име-
ли цилиндрические каморы каналов. В нашей артиллерии для
морской 4" пушки длиной в 60 калибров уклон конуса
был принят равным , т. е. близким к цилиндру.
При меньшем уклоне конуса каморы уменьшаются наруж-
ные размеры стволов", улучшаются условия прочно ти ствола и
заряжания, но ухудшается экстракция гильз после выстрела.
Следующий конус каморы под унитарный патрон (пере-
ходный конус) делается более крутым: с конусностью от
до -|q. Конусность в этом месте обусловлена технологией
изготовления гильз, что необходимо всегда учитывать.
У каморы для гильзового раздельного заряжания конус
отсутствует, как это видно на фиг. 3.
. Цилиндрический участок каморы для дульца гильзы при
патронном заряжании и при раздельном заряжании делается
длиной от 0,3 d до 0,5 d, в зависимости от запоясковой ча-
сти снаряда и длины дульца гильзы. При. определении диа-
метра цилиндрического участка для таких камор учитывают
наружный диаметр * дульца гильзы, наружный диаметр веду-
щего пояска сйаряда, глубину нарезов и конусность нарез-
ного ската.
7
Диаметры ведущих поясков снарядов берут от
dn«d + 2,36£,
до
dn^==d~2,5 t,
где dn — номинальный* размер диаметра ведущего пояска
снаряда, •
—номинальный ^размер диаметра канала ствола по
полям (калибр ствола),
t—глубина нарезав.
Допуск на обработку^по диаметру ведущего пояска сна-
рядов берут по скользжЦей посадке 4-го класса точно-
сти (С4). Допуск на обработку снарядов по центрующим
—0,10 —0,15
утолщениям берут для 76,2 “0)22Б, а для 152,4 “0>2Б. Диаметр
запоясковой части снаряда берут меньше калибра на 1 мм
для снарядов патронного заряжания.
На фиг. 2 показан нарезной скат (конус) для патрон-
ного и гильзового раздельного заряжания. Конусность этого
ската —от ~ до Для большинства орудий принято
условие, что начало нарезов занимает две трети длины на-
резного ската, т. е. если длина конуса /, то нарезы занимают
только две трети /.
Конусность нарезного ската берут обычно по данным
имеющихся орудий, так как до сих пор нет единого мнения
о значении конусности для живучести орудий. При этом счи-
тают, что крутой конус уменьшает прочность полей у начала
нарезов; это подтверждается наблюдениями за службой
стволов.
Все размеры конуса нарезного ската выбирают с таким
расчетом, чтобы ведущий поясок снаряда своей * передней
кромкой уперся в гладкую часть конуса. Наружный диаметр
ведущего пояска всегда должен быть больше (для новых
стволов орудий) диаметра канала ствола по нарезам.
В каморах картузного заряжания нарезной скат обра-
зуется двумя коническими поверхностями: первая состав-
ляет продолжение упорного (промежуточного) ската с ко-
нусностью от до у--, вторая обычно имеет конусность
1 1
ОТ ДО 50 . „
Каков бы ни был характер сопрягаемых поверхностей
в передней части каморы, ведущий поясок снаряда в каморах
8
картузного заряжания всегда должен упираться своей пе-
редней кромкой в гладкую поверхность, но ни в коем слу*
чае не должен заходить за начало нарезов.
Геометрическое сопряжение цилиндрических и конических
поверхностей дает двугранный угол, хотя и очень тупой*
В производстве этот угол заменяют дугой круга, радиус ко-
торой на 0,3—0,4 мм больше радиуса данного сечения. Центр
дуги этого радиуса, очевидно, будет лежать на биссектрисе
угла.
Допуски на исе размеры для камор' патронного и гиль-
зо'вого раздельного заряжания определяются из условия по-
лучения правильного размера наименьшего и наибольшего за-
зоров между гильзой и поверхностью каморы при закрытом
затворе, причем гильза не должна получать остаточных де-
формаций.
Большой зазор вызывает деформации гильз и даже попе*
речные и продольные трещины (надрывы), а малый зазор мо-
жет создать затруднения при закрывании затвора. При вы-
стреле гильза должна плотно прилегать к поверхности ка-
моры, а после выстрела не иметь остаточных деформаций.
Увеличение диаметра цилиндрического участка (дульца) гильзы
допускается при стрельбе только из стволов, имеющих износ
(разгар). При снаряжении гильз, бывших в употреблении, этот
дефект устраняется обжимкой дульца*
Наименьший зазор на диаметр между каморой и гильзой
у дульца гильзы может быть от 0,20 до 0,25 мм, а наиболь-
ший зазор может достигать от 0,45 до 0,9 мм на диаметр.
У бурта гильзы наименьший зазор может составлять 0,15—
0,2 мм и наибольший от 0,6 до 1 мм на диаметр. Тогда до-
пуски на диаметральные размеры камор будут с плюсом от
0,1 до 0,2 мм\ больший предел можно отнести к стволам
152,4-лси калибра.
Допуски на размеры длин берут из условия нормальной
досылки патрона и получения требуемой плотности заряжания.
Величина допусков составляет от 0,6 до 1,5 мм со знаком
плюс (меньший предел для камор малых калибров).
На существующих рабочих чертежах нет единообразия
в обозначении конусности для отдельных участков камор.
Для большинства орудий дается обозначение конусности
как отношение разности диаметров конуса к его длине, т.е.
V—. Угол при вершине конуса (2а) выражается в гра-
дусах и связан с конусностью следующим образом: 2tga=
__D — d
~~ I ♦
9
Для некоторых орудий дается уклон конуса как отноше-
ние разности радиусов конуса к его длине. Иногда можно
встретить ошибки .в чертежах: в -надписи указана конусность,
тогда как численное обозначение соответствует уклону ко-
нуса. Это может привести к ошибкам при проектировании
специального инструмента.
В каморах картузного заряжания (фиг. 4) обтюрация га-
зов достигается применением обтюратора Банжа, причем за-
твор должен быть поршневой. Обтюратор состоит из грибо-
видного стержня, обтюраторной подушки (асбест 65—70%,
техническое баранье сало 30—25% и воск пчелиный 5%) и
стальных разрезных колец. Под давлением пороховых газов
на головку грибовидного стержня обтюраторная подушка
сжимается, увеличивается в радиальном направлении, вместе
с кольцами плотно- прилегает к конической поверхности обтю-
раторного конуса и не допускает, таким образом, прорыва
пороховых газод к затвору.
Надежность действия обтюратора обеспечивается пра-
вильной обработкой соприкасающихся поверхностей обтюра-
торного конуса ствола и деталей обтюратора затвора. Так
как обтюраторная подушка и кольца должны прилегать по
всей поверхности, то допуски на обработку поверхностей ко-
нуса ствола берутся повышенной точности.
Колебание диаметральных размеров конуса может компен-
сироваться обтюрацией (увеличением по диаметру), но неточ-
ность обработки конуса обтюрацией не компенсируется. Учи-
тывая это, на чертежах необходимо назначать плюсовые до-
пуски на обработку этого конуса не более 5'(<р+0,5 ), а на диа-
метр конуса от 0,15 до 0,2 мм.
Номинальные значения угла ср конуса по обтюраторному
скату на существующих стволах орудий приняты: для пушек
ст 15° до 18°30', для гаубиц от 18° до 23°. Диаметр горло-
вины di определяется из условия свободной досылки снаряда
в камору. Чтобы давление пороховых газов на йоршень было
меньше, необходим обратный конус. Длина горловины, не дол-
жна превышать 0,5 d. Диаметр горловины должен удовлетво-
рять следующей зависимости:
= 1,05 или di — d 1+! Ы, (1)
где di — диаметр горловины,
d — диаметр канала ствола по полям,
t — глубина нареза.
Необходимо отметить, что зависимость d\ — d+$t при
увеличении глубины нарезов для некоторых современных бру-
10
дий до 0,02 d будет более правильной, чем прежняя формула
t/i=l,05d.
Длину обратного конуса берут от 0,5^ до 0,6^. Конус-
ность его определяется при этом в зависимости от диа-
метра цилиндрической части каморы и обычно составляет
1 1
0Т 5 Д0 10 •
Диаметр цилиндрической части каморы должен удовлетво-
рять следующей зависимости:
(1,15—l,23)rf. (2)
Длина конуса, расположенного перед нарезным скатом,
берется в пределах от 0,6cZ до d.
Чистота поверхности зарядных камор каналов орудий дол-
жна соответствовать трем треугольникам WV)-
2. Устройство нарезной части стволов
Нарезка каналов орудий в нашей артиллерии принята пра-
вая, т. е. снаряд при движении по каналу ствола вращается
по часовой стрелке.
Развертка нарезной части ствола на
плоскость показана на фиг. 5.
Характеристикой крутизны нарезов
будет угол а, образуемый осью канала
ствола и направлением нареза. Линия
BE является разверткой нареза посто-
янной крутизны.
Кривая BF представляет развертку
нареза прогрессивной крутизны; в
этом случае угол а будет переменной
величиной.
Для 1'52,4-жм (6") пушки обр. 1867 г.
с длиной хода нарезки в 40 калибров
угол крутизны соответствовал 4°30'.
Длина хода или шаг нарезов дает-
ся обычно в калибрах и определяется
следующей формулой:
5==-^- (3)
tga 4
Фиг. 5. Развертка нарез-
ной части ствола на
плоскость.
Для пушек угол крутизны нарезки берут от 6 до 8°, для
гаубиц — от 7°30' до 9°.
Угол крутизны прогрессивной нарезки у начала нарезов
принимают от 3 до 4°. Для некоторых образцов орудий на
участке до £н (длины нарезной части ствола) угол кругиз-
11
ны иродолжает быть постоянным. Далее нарезка переходит
в прогрессивную и достигает наибольшей крутизны, состав-
ляющей от 9°30' до 10°. Длина участка нарезной части ствола
с прогрессивной крутизной в среднем равна ьн . В дульной
части нарезка на участке длиной V? остается постоянной
при угле крутизны, равном наибольшему углу прогрессивной
нарезки. По данным иностранной литературы, наибольший
угол крутизны прогрессивной нарезки составляет до 12°,
Малый угол крутизны нарезов уменьшает давление на
боевые грани до 25в/а на участке длины 2/rL н, т. е. как раз на
участке наибольшего давления пороховых газов, отчего проч-
ность полей нарезов увеличивается. Последующее увеличение
крутизны компенсирует недостаток крутизны у начала нарезов.
Это является преимуществом прогрессивной крутизны на-
резки.
Основанием для установления допуска на угол крутизны
нарезов служат: ошибки изготовления копира нарезательного
станка, точность кинематики всей передачи поворота нареза-
тельной головки при нарезании, точность измерения крутизны
нарезов путем проверки нарезательного станка, точность по-
казания измерительных приборов при проверке крутизны на-
резов в каналах орудий.
Оптическая звездка при проверке крутизны нарезов дает
точность +6'. Нарезательные станки легко обеспечивают кру-
тизну нарезов в каналах орудий с точностью до +6'. Проверка
механизмов станка с этой точностью трудностей не представ-
ляет. Ошибки угла крутизны нарезов в каналах орудий, изго-
товленных в разных условиях производства и в разные пе-
риоды, не превышают ^10'. Вследствие этого допуск на угол
крутизны нарезов по всей длине нарезной части стволов не
должен превышать для всех орудий + 10'.
* ’ В отдельных случаях можно дать повышенную точность,
однако условия службы стволов орудий этого не требуют.
Важно соблюсти постоянство крутизны между отдельными
участками, но это чертежами и техническими условиями на из-
готовление стволов не предусматривается.
Продолжительность службы ствола в основном опреде-
ляется прочностью материала и временем, в течение кото-
рого изнашиваются нарезы. При нормальных условиях служ-
бы ствола орудия износ и выкрашивание полей нарезов на-
чинается с каморы, т. е. у начала нарезов, и идет по направ-
лению к дульному срезу. Сначала образуется сетка разгара
с мелкими микроскопическими трещинами во всех направ-
. лениях. Эта сетка становится заметной на-глаз примерно по-
12
еле первых 50 выстрелов. Далее начинают образовываться
трещины, происходит сглаживание полей нарезов и, наконец,
выколы полей. Ярко выраженная сетка разгара, полноесгла-
живание полей нарезов у их начала, выколы полей на длину
до одного калибра получаются тогда, когда срок службы
приближается к концу, что видно на фиг. 6 *.
Фиг. б, Ярко выраженная сетка разгара.
Изучение изношенных стволов и стволов, имеющих вы-
ходы полей, после испытания стрельбой показывает, что тре-
щины у основания нолей действительно начинаются со сто-
роны боевой грани.
На фиг. 7 показан срыв полей нарезов в дульной части
ствола. Такие явления очень редки и вызываются ненор-’
мальными условиями выстрела. В данном случае выстрел
был произведен зимой в ночное время, причем канал
ствола не был очищен от густой смазки. Как видно из
фиг. 7, срыв полей нарезов начинается со стороны боевой
грани. При стрельбе из 203,2-мм гаубицы в 1938 г. был ана-
логичный случай срыва нескольких полей на длине около
1,2 м. Начало срыва полей находилось в средней части ство-
ла, причем сорванные поля после выстрела остались в ка-
1 Немецкий автор Швининг утверждает, что трещины у основания
полей нарезов начинаются со стороны холостой грани. Это утверждение
неверно и опровергается исследованиями проф. А. Ф. Головина.
13
нале ствола и имели вид случайно попавших кусков про-
волоки.
Размер полей и их прочность определяют расчетом. Дви-
жение снаряда по каналу происходит под действием движу-
щей силы пороховых газов в канале ствола:
(4)
где Рх— давление пороховых газов на дно снаряда в
кг/см2 в рассматриваемый момент,
d — диаметр канала ствола по полям (калибр орудия)
в см.
Фиг. 7. Срыв полей нарезов в дульной части ствола.
При постоянной крутизне нарезов давление ведущего поя-
ска на боевую грань поля нареза будет:
= (кг),
где п — число нарезов в канале ствола,
а — угол крутизны нарезов в градусах,
X — коэфициент формы снаряда; в среднем прини-
мается равным от 0,53 до 0,63.
Переменная крутизна нарезов определяется уравнением
второго порядка, вида параболы
у = kx2, - (6)
где k — параметр параболы.
14
На фиг. 8 изображена развертка на плоскость нарезной
части канала ствола 152,4-ли« орудия длиной в 45 калибров.
Линия ОХ—> производящая канала ствола, точка А — начало
нарезов от нарезного ската в каморе канала ствола с началь-
ным углом крутизны нарезов а1--2°30'. На участке нарез-
ной части ствола АВ=
= L — 4572 мм имеем
переменную крутизну
нарезов с наибольшим
углом крутизны в точ-
ке В, равным а2=:6о.
На участке нарез-
ной части ствола ВС
длиной 925 мм крутиз-
на нарезов постоянная
с углом крутизны а2-':
= 6°. Вершина пара-
болы отстоит от нача-
ла нарезов на участке
0А=Х1 длиной 3250 мм
(считая по производя-
Фиг. 8. Развертка на плоскость нарезной
части канала ствола 152,4-мм орудия.
щей ОХ).
Если за начало координат принять точку О — вершину па-
раболы, за ось X — производящую ОХ, касательную в ее
вершине, за ось ординат OY — линию, перпендикулярную,
к ОХ то уравнение параболы (развертки нарезов на участ-
ке АВ) будет иметь вид:
у —- kx2.
Производная у по х будет
tg а = 2kx. (jy
Угол наклона кривой в любой точке на участке пере-
менной крутизны нарезов можно легко определить по этой
формуле, где х — длина по производящей от начала коор-
динат параболы до произвольно взятой точки Е.
Очевидно, что при х=хг будет
tg ct1 = 2kx1.
При х — х3 получим
• tga2=2^x2.
На фиг. 8 видно, что
15
Тогда можно написать
tg а8 — tg = 2k (х2— aJ=2kL t
В таком случае параметр параболы будет
(8)
При tga2=0,105, tg 04 = 0,044 и £ = 4572 мм параметр
параболы будет
£ = 0,000006718.
Зная параметр параболы, легко определить начало коор-
динат 01, находя значение хг.
х — tgctl £tgai
1 2k tg а2 — tg *
Зная параметр параболы k, начальный угол переменной
крутизны нарезов 04 и задаваясь произвольной точкой Е,
отстоящей от начала нарезов на расстоянии /, легко опре->
делить tgaE: 6
tgaz? = 2H-Hga1. (9jf
Зная ординаты у, параметр параболы k, угол наклона п^
ременной крутизны в любой точке кривой аЕ на участке
длиной /, получаем все необходимые расчетные-данные длят
изготовления копира и проверки нарезательного станка для
переменной крутизны нарезов.
Давление на боевую грань при переменной крутизн^
нарезов будет
M = “’(^cHtgaJ₽+^/n'n2), (10)
где т — масса снаряда,
v — скорость движения снаряда в канале ствола в
рассматриваемом сечении.
Сила сопротивления движению снаряда по нарезам бу-
дет
F^Nf, (11)
где /—коэфициент трения медного ведущего пояска по
нарезам, равный 0,15.
16
Сопротивление полей нарезов срезанию рассчитывают
по следующей зависимости:
’’“ТТ- (12)
где аСр — напряжение срезу в KzjcM?,
Л —ширина ведущего пояска в направлении оси сна-
ряда; для 122-мм снарядов h—1,905 см,
с — ширина поля нарезов в см.
Сопротивление полей нарезов изгибу определяют по
следующей формуле:
м
сизг=-^, (13)
где аизг —напряжение изгиба в kzIcm2,
AfH3r= jyt—изгибающий момент, равный давлению на бое-
вую грань, умноженному на глубину нарезов
в см,
h • с%
W =—g-----момент сопротивления в см9; для 122-мм гау-
бицы 117=2,48 см9.
Поля нарезов целесообразно проверять еще на смятие.
( Ширина полей нарезов должна удовлетворять следую-
щей зависимости:
Зс>Ь>2с, (14)
|Где b — ширина нареза в мм,
’ с — ширина поля в мм.
За последнее время для ряда новых систем эта зави-
симость нарушена и ее можно представить в следующем
виде:
2,5с>#> 1,5г. (14а)
В этом случае наблюдается стремление к увеличению
ширины поля, чтобы сохранить его прочность, что вызы-
вается увеличением глубины нарезов.
У английской 94-л^л« зенитной пушки ширина нареза
#=6,026 мм, ширина поля с=3,52 мм, глубина нарезов
£=1,02 мм, число нарезов w = 28. О значительном увели-
чении ширины полей стволов у некоторых новых орудий
свидетельствуют данные, приведенные в табл. 1.
Определив ширину поля из условия прочности, легко
найти общее число нарезов п:
п = (15)
2 Нарезание орудийных стволов
17
00
I № по пор. | Тип системы Диаметр ка- нала по по- лям d мм Диаметр ка- нала по на- резам dn .мм
1 45-жж танковая пуш- 45+°+ 4б+°+
ка
2 76,2-жж полевая пуш- ка обр. 1902 г. . . 76,2+°+ 77,72+0.1
3 76,2-жж полевая пушка обр. 1902— 1930 гг 76,2+°’1 77,72+°+
4 76,2-жж полковая пушка обр. 1927 г. 76,2+°’1 77,72+°+
5 76,2-жж зенитная пушка обр. 1915 г. 76,2+°’’ 77,72+°+
6 85-жж зенитная пуш- 85+0,1 86,7+°+
ка обр. 1939 г. . .
7 107-мм (42"') полевая пушка обр. 1910 г. 106,7+°+ 108,7+°+
8 122-мм (48w) поле- вая гаубица обр. 1910 г 121,92 123,95
9 130-жж пушка . . . 1зо+°>15 132,2+°+5
10 152,4-жж гаубица обр. 1909 г 152,4+°’15 154,94+°+5
11 152-жж пушка Кане 152,4 155,398
12 152,4-жж пушка обр. 1910 г 152,4 155,398
Таблица i
Глубина наре- зов t мм Ширина на- резов Ь мм Ширина поля с мм Угол кру- тизны наре- зов а° Число нарезов п Радиус закруг- ления впади г, м
0,5 6,5+0’8 2,5~0,3 7°10’ 16 0,25
0,76 7,18 2,79 5°59' 24 0,4
0,76 5,38 2,1 — 32 0,4
0,76 7+о,з 3 3°-v-7°10’ 24 0,4
0,76 7,18+0.5 2,79“°>5 10° 24 —
0,85 7,6±°.5 3,62±г’5 7°О9'±06' 24 0,6
1 7,475 3 7°10’ 32 0,5
1,015 7,59 3,05 3°42' 8°56' 36 0,5
1,1 9,144 4,46 7° 30 0,5
1,27 9,47+0.5 3,81 3°56' 8°56' 36 а,б
1,499 6,974 3 7’10' 48 —
1,499 6,985 3 7°10' 48 —
Ion ou sn 1 Тип системы Диаметр ка- нала по по- лям d мм Диаметр ка- нала по на- резам мм Глубина наре- зов t мм Ширина на- резов b мм Ширина по- ля с мм Угол кру- тизны наре- зов а° Число нарезов п Радиус .закруг- ления впадин г мм
13 14 15 16 17 18 19 20 21 152,4~мм пушка—гау- бица обр. 1937 г. 152~мм пушка обр. 1867 г 105-лм/ германская легкая полевая гаубица »18“ . . . 203,2-лг.и гаубица обр. 1931 г. . . , 150-лш полевая гау- бица Рейнметалл (изготовления 1941 г.) . . • . . . 150-мм тяжелая по- левая гаубица Круппа lb-мм тяжелая про- тивотанковая пуш- ка .(германская) . 150-жлс японская гау- бица обр. ,96“, из- готовленная в 1937 г. в г. Осака 105-мм японская дальнобойная пуш- обр. ,92е, изготов- ление в 1936 г. в г. Осака .... 152,4+°’15 152,4 105+°’3 203,2+°>2 149+°.з 149+0,Э 74,9+0,3 149,15 105 155,4+°’15 Ю7.5+0’3 207,2+°’2 152+°.3 152+0’3 76,4+0’3 152,3 107,25 1.5 1,25 2 1,5 1,5 0,75 1,575 1,175 6,97±ол 5,8 б+о,з 7,0 6,71 8,35 7,8 • Переменно 3±0,4 4,5 3,974 * 3,633 5 4,65 2,5 I ширина на] 7°Ю' 4°30' 6°00' 9°20' 8°55' 37"±1(У 5°(10°) 6°55’ нарезка правая 7° зеэов 48 32 64 44 40 30 36 32 1 0,4 1 0,8 0,7 0.4 0,4
По технологическим соображениям число нарезов следует
округлять в меньшую или в большую сторону до кратного
числа, делящегося /на 4 или на 6, так как каналы орудий
в настоящее время нарезают нарезательными головками
с 4; 6; 8; 12 и более резцами. Числа нарезов округляют
в большую сторону очень редко; при этом обязательно
проверяют на прочность поле по его ширине.
В США число нарезов прйнято определять по следую-
щей формуле: n = 7,5tZ, где d— калибр в дюймах, а во
Франции принимают n = 3d, где d — калибр в см.
На фиг. 9 показано устройство нарезов в каналах орудий,
указаны все размеры и допуски, а также изображен про-
филь и направление нарезов (/ — поле нареза, 2 — боевая
грань нареза, 3^— нарез (впадина), 4 — холостая грань, а —
Фиг. 9.
а—верх, вид с казны;
Устройство нарезов в каналах орудий.
б — низ, вид с казны; в — профиль и направление нарезов.
угол крутизны относительно оси ствола 00, Рсн — направле-
ние ^движения снаряд a. not каналу).
Ведущий поясок снаряда при врезании в нарезы встре-
чает сопротивление боевых граней, как показывает стрел-
ка РСн, и снаряд вынужден совершать вращательное движе-
ние вокруг своей оси по часовой стрелке. На фиг. 9, в
20
стрелка 2 показывает соприкасание боевых граней нареза
с ведущим пояском 5 снаряда 6. Стрелкой 7 отмечен зазор
между холостой гранью нареза и ведущим пояском, который
образуется в процессе движения снаряда по каналу от исти-
рания пояска о боевую грань. Этот зазор нарушает плот-
ность обтюрации пороховых газов пояском, так как сквозь
него могут прорываться пороховые газы.
В некоторых странах (США, Япония), стремясь избежать
этого зазора, делают ширину нарезов переменной, уменьшая
ее к дульному срезу. В этих случаях обычно ширину нареза
и ширину поля у дульного среза делают одинаковыми.
37-лш японская пушка имеет следующие размеры: число
нарезов п=12; ширину нареза на длине около 100 мм от
начала нарезов b = 5,2 мм, ширину поля в этом сечении с =
— 4,48 мм\ ширину нареза на длине 100 мм от дульного
среза b = 4,1 мм, ширину поля в этом сечении с 5,48 мм.
Таким образом уменьшение ширины нареза составляет
1,1 мм при постоянной глубине нареза / — 0,5 мм.
Основным размером на чертеже является ширина нареза,
которая будет соответствовать хорде Ь. Размер ширины по-'
ля с на чертеже будет всегда дополнительным размером
к ширине нареза; сумма их позволит установить. число
нарезов канала. Зная общее число нарезов, расчетом на
Прочность проверяют размер ширины поля, а затем полу-
ченный'' расчетный размер округляют таким образом, чтобы
ширина нареза выражалась целым числом, в крайнем случае
с одним десятичным знаком. К сожалению, конструкторы
при проектировании чертежа нарезов канала нередко забы-
вают об этом, назначая номинальный размер ширины нареза
со вторым или третьим знаком после запятой.
Ширина нареза по глубине t делается постоянной, вслед-
ствие чего сечение поля получается трапецоидальной формы,
более выгодной с точки зрения его прочности. Таким обра-
зом грани 2 и 4 нареза будут всегда параллельны радиусу R
и параллельны между собой.
В практике производства наблюдаются различные ва-
рианты ширины нарезов:
1. Ширина нарезов может быть одинаковой или в крайнем
случае колебание ширины нареза в одном стволе не превы-
шает 0,15 мм.
Ширина полей нарезов в этом же стволе может коле-
баться в больших пределах (от 0,5 до 1,5 мм). Происходит
как бы значительное уменьшение ширины одной группы
21
(4 или 6) полей вследствие небольшого! увеличения ширины
всех остажных полей. Это бывает только при чеиспраииом
действии даительнога механизма станка, а также механиз-
мов установки и кривления ствола.
2. Ширина нарезов может колебаться в бблыпих преде-
лах (от 0,2 до 1,6 мм), соответственно оказывая влияние на
размер ширины смежных полей. Это вызывается неисправ-
ным действием механизмов станка, неудовлетворительным
изготовлением и настройкой нарезательной головки, а также
недостаточным креплением резцов <в корпусе головки.
3. Размер ширины нареза значительно отклоняется
в бблыцую или в меньшую сторону от номинального раз-
мера, но все нарезы для данного ствола отличаются друг от
друга на небольшую величину—не более 0,15 мм. Ширина
полей нарезов при этом будет равномерная, но их действи-
тельный размер будет меньше или больше. Причиной этого
является только состояние режущей кромки резца: если ре-
зец изношен, то ширина режущей его кромки будет меньше,
тогда как при новом резце с более широкой режущей кром-
кой ширина нареза будет соответственно больше номинала.
4. При всех случаях нарезания ширина нареза превышает
действительный размер ширины режущей кромки резца на
величину до 0,05 мм. Это обычное явление при обработке
отверстий или шлицев (канавок).
5. По экономическим соображениям резец должен про-
должительное время работать без переточки, допуская за-
правку оселком. В нормальных условиях одним комплектом
.резцов можно нарезать до 30 стволов 107-лш пушки.
6. В рабочих чертежах для нарезной части стволов на
заводах можно встретить следующий порядок простановки
размеров и допусков (табл. 2).
Таблица 2
Ширина нареза Ширина поля
Номинальный размер мм Допуск мм Номинальный размер мм Допуск мм
7,6 7,18 6 +0,5 +0,5 +0,3 3,62 2,79 3,974 ±0,5 -0,5
22
| В /технических условиях и на чертежах дополнительных
оговорок обычно не делают.
Как видно, этими тремя случаями не исчерпываются пол-
ностью все случаи, возможные в производстве.
В третьем .случае наименьшая ширина поля будет с =
— 3,674 лш, но при этом не учтена возможность получения -
ширины поля меньше 3,674 мм.
Поэтому в рабочем чертеже допуск на обработку необхо-
димо назначать на ширину нареза и всегда только с плюсом.
Этот допуск должен учитывать: точность изготовления резца,
состояние нарезательной головки и нарезательного станка,
а также тщательность настройки и выполнения всей операции
по нарезанию канала ствола. Отдельно на чертеже или в тех-
нических условиях необходимо указывать технические тре-
бования на ширину поля, исходя из нормальных условий про-
изводства. На основании практики изготовления, а также
службы стволов орудий существующих образцов можно ре-
комендовать следующее: наибольший размер ширины поля
может превышать номинальный размер на половину допуска
на ширину нареза, а наименьший размер ширины поля можно
допускать меньше номинала на полтора допуска на ширину
нареза.
Величины допусков на ширину нарезов следует назна-
чать в зависимости от калибра ствола. Например: 1) для
стволов орудий калибром до 100 мм допуск принимать
§1==4-0,3 мм, 2) для калибров от 100 мм до 180 мм 8Х =
= 4-0,4 мм, 3) для калибров 200 мм и выше — 4-0,5 мм.
У 152,4-лш пушки-гаубицы обр. 1937 г. ширина нареза на
чертеже Ь = 6,97+0,4 мм; тогда наименьший размер будет
6,97 мм, а наибольший 7,37 мм.
На чертеже ширина поля будет с — 3 мм, но по техниче-
ским условиям можно будет допускать стволы, у которых
ширина нескольких полей будет 3,2 или 2,4 мм.
Такой порядок проектирования допусков будет отвечать
требованиям прочности полей нарезов, технологии производ-
ства и службы стволов орудий.
Диаметр канала по полям будет равен калибру d. Диа-
метр канала по нарезам (по дну нарезов), очевидно, будет
d 4- 2/. Сопряжение граней нареза с его дном делается по
дуге круга радиусом г = 0,5/. Нельзя давать чертеж без ука-
зания радиуса закругления, так как это может привести
к подрезке и получению острых углов.
Кромки граней полей нарезов закругляют радиусом п —
= 0,2—0,3 мм.
23
Глубину нарезов I обычно брали от 0,Old до 0,02d, но!
в последнее время заметно стремление к увеличению глу]
бины нарезов — примерно до значения t — 0,02d. Численное
значение t следует округлять до десятых долей миллиметра.
Допуск на диаметр по полям (по калибру) и допуски на
диаметр по нарезам необходимо назначать специальные, а не
по ОСТ, учитывая при этом существующие образцы стволов,
требования, предъявляемые к службе стволов, и состояние
технологии производства.
При механической обработке можно легко достигнуть вы-
сокой точности, не снижая при этом производительности.
Точность и чистота обработки увеличивают живучесть ствола
и меткость стрельбы. Это проверено как специальными опы-
тами, так и контрольными испытаниями — стрельбой стволов
орудий валового изготовления.
Учитывая данные табл. 1, а также приведенные выше по-
ложения, можно рекомендовать следующие величины допу-
сков на диаметр по полям и нарезам.
Для стволов орудий калибром до 50 мм и орудий по-
вышенной точности (зенитных) калибром до 90 мм допуск
5 на d и на dH следует принимать равным 5 —от-)-0,08 до
—0,1 мм.
Для стволов орудий калибром 75 и ПО мм 8=oT-j-0,l
до Ц-0,15 мм.
Для стволов орудий калибром от 120 до 180 мм £ —
от—(—0,1^ до-]—0,2 мм.
Для стволов орудий калибром свыше 200 мм S —от
—|— 0,2 до —0,3 мм.
Конусность канала ствола на длине всей нарезной части
ствола не должна превышать половины допуска на диаметр.
Например, ствол 152,4-jlm калибра имеет диаметр по полям
d — 152,4 +°.2о мм.
Колебание действительных размеров от начала нарезов до
дульного среза может быть равным: на нижних пределах от
152,4 до 152,50 мм, а на верхних от 152,50 до 152,60 мм.
Иначе говоря, кйнал ствола может иметь любые диаметраль-
ные размеры в пределах допуска на обработку, но разница
между этими размерами не должна превышать половины
допуска на обработку.
Колебание действительных размеров диаметра по нарезам
допускается в пределах допуска на диаметр, но разница
между размерами на длине участка в 200 мм не должна пре-
вышать половины допуска на диаметр.
Колебание действительных размеров по двум взаимно
перпендикулярным диаметрам одного сечения не должно пре-
24
вышать половины допуска’’на обработку (овальность). После
контрольных испытаний стрельбой диаметр- канала орудия»
как правило, увеличивается, тогда как наружные размеры
ствола не изменяются.
На основе практических данных, полученных при изготов-
лении многих стволов орудий разного калибра, можно уста-
новить допуск на увеличение диаметров каналов стволов по-
сле контрольного испытания стрельбой: разница в размерах
до и после контрольного испытания стрельбой не должна
превышать половины допуска на изготовление, т. е. 0,5
При этом’наружные размеры стволов и особенно лейнеров и
свободных труб не должны увеличиваться.
Чистота обработки поверхности по полям (гладкость)
должна соответствовать трем треугольникам (WV ), а чи-
стота обработки поверхности по нарезам должна прибли-
жаться к VVV) но можно допускать отдельные штрихи,
мелкие царапины и следы резца, мало заметные при осмотре
невооруженным глазом. Чистота обработки поверхности ка-
мор должна соответствовать VW-
Точного определения глубины шероховатости, характери-
зующей чистоту поверхности, нет. Однако, согласно ОСТ,
в производстве для решения этого вопроса пользуются эта-
лонами чистоты. Такие эталоны чистоты должны быть утверж-'
дены главным технологом завода.
Некоторые каналы орудий современной германской ар-
тиллерии отличаются следующими особенностями.
Стволы 75-л«л« пушек согласно руководству службы имеют
диаметр канала по полям 74,9 + ',3л/л/ и по нарезам, 76,4+°’3л<л<
Стволы 105-лш легкой полевой гаубицы «18» на основа-
нии осмотра и обмера характеризуются следующими дан-
ными: длина ствола 2940 мм (28 калибров), длина каморы
320 мм, нарезка прогрессивная с углом крутизны в начале
нарезов 6° и в конце нарезов (в дульной части) 9°20', число
нарезов 32, ширина нареза (впадины) 5,8 мм, ширина поля
(выступа) 4,5 мм.
Диаметр канала ствола по полям колеблется от 105,1 до
105,5 мм-, колебание размеров в одном стволе не превышает
0,25 мм.
Диаметр канала ствола по нарезам колеблется от 107,5
до 107,68 мм. Глубина нарезов /==1,25 мм.
Нарезная часть каналов мало изношена и не имеет по-
вреждений нарезов (выколов и срывов полей). Стволы по
каналу можно отнести ко второй категории, но у большин-
ства стволов в каморах у начала нарезов имеется большая
сетка разгара. . . . : . ‘
25
Часть стволов имеет в камере, вверху справа, где закан
чивается срез гильзы, кольцевой разгар, ширина которого
по производящей достигает 10—12 мм, глубина до 2—4 мм;
ПО' окружности —полукольцо; разгар—сосредоточенный в ви-
де выгорания и выкрашивания металла.
Наружную поверхность корпуса снаряда окрашивают се-
рой краской, за исключением медного ведущего пояска. Диа-
метр снаряда по центрующему утолщению после удаления
краски составляет 104,5 мм. Диаметр снаряда по ведущему
пояску 108 мм, ширина ведущего пояска 14 мм. Общая длина
корпуса осколочно-фугасного снаряда 395 мм, длина запо-
ясковой части 86 мм. Ширина центрующего утолщения 20 мм.
Расстояние между центрующим утолщением и ведущим по-
яском 125 мм.
По данным обмеров наименьший диаметральный зазор
между центрующим утолщением снаряда и поверхностью ка-
нала по калибру равен 105,1 — 104,5 — 0,6 мм, а наиболь-
ший 105,5— 104,5 = 1 мм.
Превышение диаметра ведущего пояска над диаметром
канала ствола по нарезам составляет: наибольшее превыше-
ние 108— 107,5 — 0,5 мм, наименьшее 108— 107,68 — 0,32 мм.
Стволы 150-Л/.М гаубиц фирмы Рейнметалл имеют диаметр
канала ствола по полям (калибр ствола) от 149,1 до 149,34 мм.
Диаметр канала ствола по нарезам колеблется от 151,96 до
152,32 мм; число нарезов 44; угол крутизны нарезов 8°.
Из приведенных данных, а также из данных табл. 1
можно сделать следующие выводы.
Допуски на обработку каналов орудий германской артил-
лерии приняты +0,3 мм для диаметров канала по полям и
по нарезам орудий калибром от 75 до 150 мм включительно.
Зазоры между снарядом и поверхностью канала ствола
в германской артиллерии примерно в два раза больше. Су-
дя по чистоте" поверхности и по расположению штрихов,
каналы орудий в Германии нарезают обычными нарезатель-
ными головками.
Снаряды и каналы орудий нашей артиллерии обрабаты-
вают точнее.
3. Первые орудия с нарезными стволами в России
Конструкция первого нарезательного станка показана на
фиг. 10. Станок — системы Барта; он был изготовлен в Анг-
лии и доставлен в Петербургский арсенал в 1858 г.
По литературным данным, нарезание стволов орудий
в России можно отнести к 1855 г. До этого времени можно
26
Фиг. 10. Первый нарезательный станок.
встретить только отдельные предложения частных лиц о це|
несообразности нарезных орудий и о способах их изготов!
лени я. <
1860 год нужно считать началом вооружения русской ар-|
тиллерии орудиями с нарезными стволами; в 1862 г. имелис^
уже отдельные батареи с такими орудиями. |
Приказ генерал-фельдцейхмейстера № 161 от 1 ноябре
1861 г. устанавливает для арсеналов технический порядок от-г
браковки гладкоствольных орудий для обращения их в на-;
резные. В то время все стволы орудий делали без затворов^
т. е. заряжали с дула. Нарезание каналов таких стволов
было сильно затруднено.
Основанием станка системы Барта (фиг. 10) служит чу-
гунная станина 12, на которой смонтированы все механизмы
для крепления ствола 10 и сообщения ему вращательного
движения. Металлическая скамейка 6, на которой смонтиро-
вано все устройство, служит для поддержки сверла 5 и сооб-
щения ему поступательных и вращательных движений.
Ствол крепится дульной частью в подвижной стойке 8 и
казенной частью в патроне 14. Подвижная стойка 8 дает
возможность центровать дульный срез ствола в горизонталь-
ной и вертикальной плоскостях. Патрон 14 навинчен на шпин-
дель 15 передней бабки станка. Патрон представляет проч-
ную металлическую фасонную деталь (вид чаши) и заканчи-
вается прочны^кольцевым поясом 11, в котором закреплены
четыре прочные струбцины 17. Ствол закрепляется с казны и
регулируется по центру 16 струбцинами.
Шпиндель 15 передней бабки приводится во вращение по-
средством набора цилиндрических шестерен и винтового ко-
леса. Изменение направления вращения шпинделя, а также
остановка станка осуществляются при. помощи обычной ре-
менной передачи.
Скамейка 6 установлена одним концом на станину 12,
а другим на фундаментную опору 18.
Каретка 19 может перемещаться по направляющим ска-
мейки. Посредством маточной гайки каретка связана с ходо-
вым винтом 20, который, вращаясь, сообщает каретке посту-
пательное движение.
Ходовой винт 20 приводится во вращение от главного
привода через гладкий.вал 21 и набор цилиндрических ше-
стерен, смонтированных на фундаментной опоре 18.
Стебель сверла 5 закреплен в каретке 19, он поддержи-
вается стойкой 4 и может регулироваться в вертикальной и
горизонтальной плоскостях.
28
Резец обыкновенного лопаточного типа с профилем на-
резки крепится в головке 7. Головка 7 стебля по наружному
своему диаметру хорошо пригнана к каналу ствола и служит
направляющей при нарезании.
Внутри стебля проходит штанга, которая в головке 7 за-
канчивается клином, на который опирается резец. Эта кон-
струкция напоминает устройство современного клина со штан-
гой. Режущая кромка резца обращена кверху.
В начале нарезания сверло (стебель) при помощи стойки 13
поджимают к верхней поверхности канала ствола.
При нарезании нарезов постоянной крутизны сверло 5
движется поступательно, а ствол вращается. Согласованность
этих движений дает нарезку требуемой крутизны. При наре-
зании ствола с переменной (прогрессивной) крутизной сверло
совершает дополнительное вращательное движение под дей-
ствием копирной линейки 1—3 и зубчатого устройства 2.
Нарезание одного нареза производят до требуемого по
чертежу размера, после чего ствол поворачивают для наре-
зания следующего нареза согласно отметке на линейке 9.
Нарезы с прогрессивной крутизной и уменьшенной к дуль-
ной части глубиной не имели большого распространения
вследствие сложности их изготовления.
Толщина снимаемой за один проход стружки по стали
достигала от 7з до V2 точки (0,1—0,13 мм), а по меди от
1/а до 8Д точки (0,13—0,16 мм).
После нарезания торец дульной части подрезали, так как
стружка при выходе головки заламывалась и дульный срез
напоминал тюльпан; поэтому дульная часть была на 5—6 мм
длиннее. Орудие при нарезании обрабатывали с точностью
до трех точек на диаметр, что составляет 0,762 мм. Разница
в обмерах по полям на длине 4" не превышала одной точки
(0,254 мм).
Отношение наибольшей погрешности хода нарезов ко все-
' з
му ходу винтовой линии не превышало , что соответствует
в среднем 30' угла наклона нарезов; точность крутизны на-
резов часто делали равной 15'.
Нарезание медного орудия занимало 40 часов, причем
один станок обслуживали 32 рабочих и двое мастеровых.
Одновременно работало 8 человек, остальные отдыхали и
выполняли второстепенные работы; больше часа рабочие не
могли работать без отдыха.
Нарезание стального орудия продолжалось 120 часов при
одновременной работе 32 человек. Диаметр канала ствола
по полям и по нарезам измеряли механической звездкой с
29
точностью до 4 2 точки (0,127 мм). Угол наклона крутизну
проверяли -прибором, изображенным на фиг. 11. >
На 'станинах прибора наложены салазки, которые при по^
мощи винта 8 и винтовой передачи от рукоятки 4 могут ne-i
ремещаться вдоль станин и сообщать продольное перемер
щение стеблю 2.
Фиг. 11. Прибор для проверки угла наклона крутизны,
На конце стебля имеется диск 1 со шпеньком; этот дирк
вводят в канал ствола так, чтобы шпенек поместился в на-
резе.
При перемещении вдоль оси ствола шпенек будет следо-
вать по винтовой линии нареза и стебель будет совершать
вращательное движение, которое видно на делительном
круге 5.
Зная величину угла поворота стебля по кругу 5 и длину
продольного перемещения стебля, отсчитываемую по- нониус-
ной линейке 7, легко установить крутизну нарезов-. Нониус-
ную линейку перед началом отсчета нужно установить на
нуль, -согласовав это с делительным кругом 5. Для этого
служит нониусно-е устройство 10. Стойка 6 поддерживает
стебель.
Профиль глубины нарезов изображен на-фиг. 11, б; ли-
ния 12 показывает размер по калибру (по полям). Пунктиром
показаны слои снимаемых стружек, линия 11 соответствует
наибольшему углублению нарезки, отрезок са представляет
начало нарезки в каморе.
Конструкция (первого нарезательного станка была техни-
чески 'несовершенна, так что работа на нем отнимала много
30
времени и требовала большого мастерства. Технологическая
трудность нарезания усложнялась еще тем, что ствол орудия
был открыт только с дульной части.
Нарезка в каналах первоначально предназначалась для
снарядов с продолговатыми винтовыми выступами на наруж-
ной поверхности. Эти (выступы входили в нарезы ствола при
заряжании с дула.
Для .получения требуемой чистоты поверхности нарезов
их доводили путем шабрения специальным полировальником.
Можно сказать, что точность выполнения работ по наре-
занию каналов орудий по тому времени была очень высокой.
С 1867 г. орудия начали изготавливать заряжающимися
с казны с клиновым затвором, что значительно облегчило
нарезание каналов.
4, Контрольные вопросы
1. Начертите камору канала ствола под унитарный патрон
и под гильзовое раздельное заряжание.
2. Как устанавливаются допуски на размеры камор?
3. Начертите камору картузного заряжания.
4. Какая требуется чистота поверхности каморы и какие
дефекты можно допускать по чистоте поверхности?
5. Какой угол берется для обтюраторного ската и числен-
ная величина допусков на угол ? и диаметр конуса?
6. Какой допуск принимается на угол крутизны нарезов
и почему?
7. Как обозначить ширину нарезов на чертеже и какие
приняты допуски на ширину нарезов?
8. Какой допуск устанавливается на диаметры каналов
орудий по полям и нарезам?
9. Какая допускается конусность канала ствола по ка-
либру и какая овальность?
10. Какая чистота поверхности требуется по полям и на-
резам и какие допускаются дефекты?
II. НАРЕЗАТЕЛЬНЫЕ СТАНКИ
Каналы орудий нарезают на специальных нарезательнЫх
станках, удовлетворяющих всем основным предъявляемым к
ним требованиям.
Стволы орудий имеют следующую длину: полевые пушки
и гаубицы от 2 до ГО м, а морские пушки от 5 до 25 м. Ка-
либр орудий колеблется от 45 до 500 мм. Вес стволов ору-
31
дий также колеблется в широких пределах: от 150 да
80 000 кг. 1
Автоматические пушки специального назначения имеют|
калибр от 20 до 30 мм. $
Стволы орудий длиной свыше 12 м и весом более|
15 000 кг изготовляют сравнительно в небольшом количестве;
эти орудия предназначены для больших военно-морских ко-
раблей.
Габариты нарезательных станков определяются длиной и>
весом нарезаемых стволов орудий. ' !
Длина нарезательного станка в среднем должна быть в
2,6 раза больше длины нарезаемого ствола и только самые
большие станки бывают в 2,4 раза длиннее ствола.
Таким образом длина станков может колебаться от 6 до
65 м. Однако станки изготовляют не для каждого ствола;
поэтому количество типоразмеров нарезательных станков зна-
чительно меньше, чем число образцов стволов орудий. Эко-
номически целесообразно иметь нарезательные станки таких
типоразмеров, чтобы на одном станке можно было нарезать
орудия различной длины, но в известном интервале длины и
калибров. В таких случаях обслуживание, освоение, ремонт
и изготовление станка значительно упрощаются.
Существующие нарезательные станки можно разделить на
следующие группы: 1) станки длиной до 8 м, 2) станки дли-
ной 16—18 м (станки этой группы наиболее распространены),
3) станки длиной в среднем до 30 м И 4) станки длиной до
65 м (эта группа станков имеет ограниченное применение).
Получение нарезов в каналах орудий является последней
чистовой операцией. Так как из-за дефектов в нарезной
части ствола приходится браковать готовое изделие, стои-
мость которого для полевых орудий составляет в среднем
0,15 стоимости всей системы, то к нарезательному станку,
инструменту и к технологии нарезания нужно предъявлять
повышенные требования.
Особенности устройства нарезательных станков следую-
щие:
1. Изделие, устанавливаемое и закрепляемое на станке
в люнетах, при нарезании неподвижно. Оно поворачивается
с цэмошью делительного механизма только при переходе от
одной группы нарезов к другой.
Стебель (борштанга) с нарезательной головкой совершает
прямолинейно-возвратное движение в осевом направлении и
в* то же время поворачивается на некоторый угол. Станки
этой группы наиболее часто применяют во всех странах.
2. Изделие закрепляют в люнетах неподвижно до конца
3S
нарезания всех нарезов ствола; стебель совершает враща-
тельное и поступательное движения. Все нарезы нарезают
одновременно или при переходе от одной группы нарезок
к другой стебель поворачивают с помощью делительного ме-
ханизма, тогда как ствол остается неподвижным.
Такие станки чаще всего применяют для нарезания боль-
ших стволов орудий (станок Найльс, см. фиг. 27).
3. Изделие вращается, а стебель движется только посту-
пательно. В настоящее время такие станки применяют очень
редко.
Каждый нарезательный станок состоит из следующих
узлов: 1) станина станка, 2) механизм для установки и за-
крепления изделия, 3) каретка (супорт) станка и стебли
(борштанги), 4) копиры; 5) привод, коробка скоростей и хо-
довые винты, 6) механизмы управления и вспомогательные
механизмы.
1. Станины станков.
На фиг. 12 показано устройство станка ф^рмы Нема.
Станина 19 служит основанием для всех механизмов, кото-
рые обеспечивают возвратно-поступательное и вращательное
движение стебля с нарезателййой головкой, а также вспомо-
гательные движения.
Станина 23 служит для установки и крепления изделия
с помощью специальных люнетов. Обе станины являются от-
дельными частями и соединяются вместе болтами при уста-
новке их на фундамент.
Каждая станина чаще всего состоит в свою очередь из
нескольких частей длиной до 5 м, которые соединяются
шпильками и болтами при установке их на фундаменте. По
длине станина 19 всегда несколько больше станины 23.
Станины представляют собой -крупные отливки из стали-
стого чугуна твердостью Нв ==: 174 178 (при литье в шихту
вводят до 40Р/о! стального скрапа). Отливки подвергают спе-
циальной технологической обработке для устранения внут-
ренних напряжений, чтобы станина во время службы станка
не изменяла своих размеров (коробление и деформация
не допускаются).
Рабочие поверхности станин обрабатывают с требуемой
точностью, а нерабочие оставляют черными и "только окраши-
вают. Поперечное сечение нарезательных станков изображе-
но на фиг. 15, 19, 27 и 30. Все -станки имеют плоские на-
правляющие, что обеспечивает хорошее осевое направление
и уменьшает износ направляющих станин.
з
Нарезание орудийных стволов
33
// 91 91 К 91 U It
Самой ответственной частью ста*
нин являются направляющие, по ко*
торим перемещается каретка (су*
порт) и располагаются стойки {лю-j
неты) для -направления и поддержи!
вания стебля. |
Параллельность направляющий
проверяют с помощью фортепиан-j
ной проволоки и линеалом! (длинно^
линейкой); допускается отклонений
до- 0,03 мм на длине 1500 мм. ,«
Горизонтальность направляющих"
(изгиб или выпуклость) должна быть;
в пределах требуемой точности; от-;
клонение в горизонтальной плоско-|
сти допускается не более 0,04 мл§
на I1500 мм. Горизонтальность на*,
правляющих можно проверять уров-
нем; 'отклонение не должно (быть
более 0,02 мм на длине 800 Мм.
Чистота обработки поверхностей
направляющих должна строго соот<
ветствовать VW- Конфигурация
станин станка в поперечном сече-
нии должна обеспечивать. наиболь-
шую жесткость, а также удобства*
обслуживания и сборки станка.
Ширина станин по направляю-
щим наиболее крупных станков не
превышает 1 м. Ширина станины
станка Найльс равна 965 мм, а ши-
рина отдельной направляющей рав-
на 242 мм', габариты этого станка:
длина 32 000 мм, ширина 8185 мм,
высота 3300 мм.
Ширина и- точность направляю-
щих . для 'нарезательных станков
имеют исключительно важное значе-
ние, значительно большее, чем в уни-
версальных металлорежущих стан-
ках. При нарезании стол с подвиж-
ной кареткой перемещается по всей
длине направляющих, поэтому не-
исправность их в любом месте будет
влиять на точность работы станка^
34
Небольшие следы вмятин или раковины на поверхности
направляющих не влияют на точность работы станка, но вы-
пуклости необходимо устранять шабрением, не выводя следов
мелких раковин и вмятин.
Внутренняя поверхность станины имеет вид жолоба и слу-
жит резервуаром для машинного масла, в котором вращается
ходовой винт. «
Опоры для ходового винта имеют гладкие поверхности в
виде секторов с дугой обхвата в 90°. Опоры должны обеспе-
чивать параллельность оси ходового винта относительно по-
верхности направляющих.
Для станка Найльс (см. фиг. 30) расстояние от оси ходо-
вого винта до поверхности направляющих составляет 152,4 мм
по всей длине станин.
В остальном станины должны удовлетворять общим тре-
бованиям, предъявляемым к станинам универсальных метал-
лорежущих станков.
2. Механизмы для установки и крепления стволов
Ствол орудия (изделие) 1 (фиг. 12) устанавливают и за-
крепляют в люнетах 2 и 3 на станине 23 станка.
С помощью люнетов ствол можно легко перемещать в го-
ризонтальной и вертикальной плоскостях, что дает возмож-
ность центровать ось канала ствола относительно' оси стебля
и направляющих станин станка.
С помощью специального делительного механизма, со-
бранного в одном из люнетов (4 на фиг. 12, В — на фиг. 15),
ствол при нарезке можно легко поворачивать на любой угол
для перехода от одной группы нарезов к другой.
К этим механизмам предъявляют следующие требования:
1. -Удобство установки и крепления ствола на станке.
2. Надежность крепления ствола: не допускаются смеще-
ние или проворачивание ствола при нарезании.
3. Делительный механизм должен обеспечивать правиль-
ное деление окружности в пределах установленных допусков,
так как ошибки делительного механизма будут оказывать
влияние на получение полей нарезов требуемой ширины.
4. При повороте ствола на некоторый угол ось канала
ствола не должна смещаться в вертикальной и горизонталь-
ной плоскостях.
5. Люнеты должны иметь ручной и механический приводы
для их перемещения по направляющим станинам станка.
3* ’ 35
Обычно на нарезательных станках имеется два люнета;
один из них представляет собой обыкновенный универсаль-
ный люнет, подобный люнету токарных станков (см. фиг. 19,
слева). Четыре цилиндрических упора {сухаря) 1 могут пере-
мещаться радиально; их можно закрепить неподвижно* сто-
порами или зажимными рукоятками а. Конструкция такого
люнета имеет тот недостаток, что вся тяжесть ствола пере-
дается на нижний опорный сухарь, отчего возможно смеще-
ние ствола в вертикальной плоскости, так как опорная по-
верхность может изнашиваться или сминаться. Большинства
люнетов снабжено внизу двумя или тремя опорными сухаря-
ми, расположенными на одинаковых расстояниях, как эта
видно1 на фиг. 15 и 27. Такие люнеты имеют то преимуще-
ство, что вес детали передается на два или на три опорных
нижних сухаря, вследствие чего смещение ствола мало
вероятно.
Второй люнет 4 (фиг. 12) представляет собой сложную
конструкцию барабанното типа с поворотным вертлюгом и де-
лительным механизмом. Такие люнеты дают возможность
крепить и центровать ствол, а также поворачивать его на не-
обходимый угол и фиксировать в этом положении после по-
ворота. У станков фирмы Нема шарнирно-секторный хомут 3
снабжен винтовыми сухарями, закрепляющими и центрую-
щими ствол в люнете.
Вертлюг 5 может поворачиваться вокруг своей оси вместе
со стволом благодаря винтовой передаче от маховика 22 к
вертлюгу. Для предупреждения продольных (осевых) смеще-
ний вертлюг снабжен гайкой а, с помощью которой устра-
няется также люфт от износа трущихся поверхностей. После
поворота вертлюг фиксируют стопором б, а сверху закры-
вают крышкой 4.
На фиг. 19 (вверху справа) показан люнет с делительным
механизмом станка фирмы Бютаст. Люнет 6 установлен на
станине 4 станка. Вертлюг 7 при вращении маховика 5 пово-
рачивается. Угол, на который поворачивается вертлюг отно-
сительно' корпуса люнета, легко отсчитывается по шкале с
указателем <8, закрепленным на крышке корпуса люнета.
Установка ствола в люнетах и кинематика делительного' ме-
ханизма этого станка показаны на фиг. 20.
На фиг. 15 изображен люнет с делительным механизмом
станка фирмы Кревен.. Корпус люнета установлен на станине
станка и может перемещаться вдоль станин при вращении
маховика. В корпусе люнета собран вертлюг (барабан Л), в
патроне которого с помощью сухарей (кулачков) закрепляет-
ся ствол. На наружную поверхность вертлюга насажен не-
36
подвижно зубчатый венец, число зубцов которого равно числу
нарезов канала ствола. Механизм С связан с вертлюгом А
винтовой передачей; при вращении маховика вертлюг пово-
рачивается вместе со стволом и зубчатым венцом. После по-
ворота вертлюг закрепляется в требуемом положении сто-
пором D. Сверху вертлюг закрывается крышкой В и закреп-
ляется болтами.
На фиг. 24 показана схема устройства люнета с делитель-
ным механизмом станка фирмы Гринвуд-Бэтли. В корпусе
люнета (основание) 1 помещается вертлюг (барабан) 2, ко-
торый может свободно вращаться вокруг своей оси, но про-
дольное его перемещение предупреждает крышка 3. На кор-
пусе люнета неподвижно закреплены: зубчатый венец 4, вин-
товое колесо 5 и кронштейны 6, которых бывает четыре—
шесть. Кронштейны ’ закреплены шпильками и сваркой.
В кронштейны ввинчиваются кулачки (сухари) 7, направлен-
ные радиально по отношению к вертлюгу и стволу. Ствол
центруется и закрепляется в вертлюге этими кулачками 7
неподвижно. При вращении маховика с рукояткой // вра-
щается шестерня 10 (х = 24), затем шестерня 9 (г = 72) и
червяк 8, сидящий на одном валике с шестерней 9. При /вра-
щении червяка приходит во, вращение червячная шестерня 5
и вертлюг вместе со стволбм.
После поворота положение вертлюга и ствола фиксирует-
ся стопором. Впадины зубчатого венца сделаны коническими,
чтобы исключить люфт, могущий образоваться при износе
стопора и зубцов венца.
Наружный диаметр закрепляемого ствола (изделия) всег-
да меньше внутреннего диаметра d вертлюга на 40—50 мм.
Это необходимо для удобства установки, крепления и наблю-
дения за стволом при его центровании. Наибольший наруж-
ный диаметр нарезаемого ствола всегда оговаривается в пас-
порте станка.
При повороте вертлюга 2 вместе со стволом вертлюг не
должен смещаться в продольном направлении относительно
корпуса люнета 1 и станка; осевое смещение вертлюга по
размеру / не должно превышать +0,04 мм. Когда вследст-
вие износа трущихся поверхностей ' величина люфта стано-
вится больше, его устраняют при помощи специальных под-
жимных гаек.
Эксцентричность вертлюга по диаметру D или несовпаде-
ние его оси (тоже ствола) с осью стебля станка не должна
превышать 0,04 мм при повороте вертлюга на 360° и переме-
щении стебля на 1000 мм. Расстояние между зубцами вен-
37
ца 4 (шаг зубцов) должно быть равно-мерным и допуск уста-
навливается в зависимости от допуска на ширину нареза; чис-
ленное значение допуска должно составлять от 0,05 до 0,1 мм.
Когда станок снабжен делительным механизмом с зубча-
тым венцом, предназначенным для нарезания стволов с опре-
деленным количеством нарезов, равным числу зубцов венца,
тогда делительной шкалой не пользуются и она может слу-
жить дополнительным средством для отсчета углов при по-
вороте вертлюга.
На крупных станках делительное устройство на люнетах
отсутствует, а изделие (ствол) от начала до конца нарезания
закрепляют неподвижно. Делительное устройство собрано в
передней стойке стебля (это рассматривается ниже, при опи-
сании станка фирмы Найльс).
Делительный механизм станка всегда должен быть исправ-
ным. Наличие мертвых ходов, неравномерность шага зубча-
того -венца или делительной шкалы приводят к получению
полей нарезов неодинаковой ширины.
Смещение ствола в осевом направлении вызывает нерав-
номерное врезание резцов в начале нарезов. При провороте
ствола резцы нарезательной головки не попадают в нарезы,
отчего происходит частичное или полное срезание группы по-
лей нарезов. Все это необходимо учитывать при настройке
станка и при нарезании стволов.
3. Каретка (супорт) станка и стебли (борштанги)
Каретка (супорт) нарезательного станка состоит из сле-
дующих частей (фиг. 12): стола каретки (основание), перед-
ней стойки 9, коробки каретки 10, в которой собран главный
вал, задней стойки И и механизмов 12 для включения, вы-
ключения и подачи резцов нарезательной головки.
На фиг. 13 изображена каретка станка фирмы Нема, раз-
рез дан в упрощённом виде. Ствол каретки 23 лежит на на-
правляющих станины и служит основанием для остальных'
'деталей. Стойка 4 на столе каретки закреплена неподвижно;
она служит опорой для стебля 1 и центрует его относи-
тельно главного вала (шпинделя) 10. Стебель может вра-
щаться в подшипниках стойки. В подшипнике стойки сделана
кольцевая выточка 22, соединенная с отверстием для под-
вода охлаждения гибким шлангом 3. Чтобы охлаждение по-
падало только внутрь стебля и не просачивалось наружу,
подшипник снабжен сальником, поджимаемым втулками 2 и 5.
На конце стебля запрессована и дополнительно закрепле-
на стопорными винтами муфта 6. На главном валу 10 непод-
38
вижно закреплена муфта 7. Главный вал 10 и стебель 1 уста-
навливают строго на одной оси и скрепляют неподвижно
муфтами 6 и 7 с кожаными кольцевыми прокладками между
Фиг. 13. Разрез кзретки супорта станка Нема.
ними. В этих прокладках имеются отверстия такого же раз-
мера, как наружный диаметр штанги 16. Прокладки плотно
прилегают к штанге, не допуская просачивания жидкости.
Главный вал 10 лежит в подшипниках каретки и сверху
закрыт крышкой 8, которая вместе с тем служит наметкой
для *крепления вала в подшипниках. Станки фирмы Бютаст
бывают с открытыми каретками (см. фит. 21) и. с закрытыми
(см. фиг. 18 и 22). Станки фирмы Гринвуд-Бэтли и фирмы
Кревен строятся-’ с открытыми каретками и вал закрепляемся
только наметками (см. фиг. 23 и 16).
Вал 10 (фиг. 13) может только вращаться и не имеет воз-
можности передвигаться в осевом направлении.
Износ подшипников и люфт вала устраняют поджима-
нием гаек и контргаек. На валу насажена цилиндрическая
шестерня 9, сцепляющаяся с рейкой 20. Люфт между рей-
кой и направляющими стола устраняют путем регулировки и
поджимания планок 21.
При износе зубьев рейки и шестерни между ними обра-
зуется зазор, влияющий на вращение стебля и головки. Что-
бы иметь возможность устранить этот люфт, рейку часто де-
лают состоящей из двух частей (по длине); смещая спе-
циальным винтом одну часть рейки относительно другой,
уничтожают люфт между зубьями. На. некоторых станках
39
люфт между зубьями рейки и шестерни устраняют натяжным
прибором с грузом, тросом и роликом или со спиральными
пружинами.
Шестерня 9 насажена на валу 10 на шпонке.
Если рейка перемещается перпендикулярно валу, то при-
ходит во вращение шестерня 9 и главный вал, а вместе с
ними стебель 1.
Каретка перемещается вдоль станины ходовым винтом 19,
приводимым во вращение мотором. Ходовой винт охваты-
вается гайкой .(бронзовой маткой) 18, закрепленной непо-
движно', которая установлена на столе каретки стойки 17.
Эта стойка может перемещаться относительно стола каретки
на величину зазора S.
Прямоугольное окно для стойки 17 делают длиннее стой-
ки на требуемую величину зазора S. В зависимости от станка
и нарезательной головки этот зазор можно легко регулиро-
вать.
Стойка соединена с втулкой 12 посредством вилки, ко-
торая может перемещаться относительно главного вала 10
в продольном направлении, но не может поворачиваться, так
как посажена на шпонке И.
Внутренняя поверхность втулки 12 гладкая и втулка сво-
бодно насажена на штангу 16, на конце которой навинчена
муфта 13, соединенная с втулкой 12 кольцевым Т-образным
пазом. Муфта 13 не может перемещаться продольно и при
вращении она, действуя, как гайка, будет передвигать штан-
гу 16 вправо или влево.
Таким образом при вращении маховика 14 штанга 16 пе-
ремещается в осевом направлении относительно стебля 1 на
требуемое '’расстояние. На диске муфты 13 нанесены градус-
ные деления, по которым определяют угол поворота махови-
ка и смещение штанги относительно стебля. При смещении
штанги вправо резцы выдвигают из нарезательной головки,
увеличивая размер по диаметру, а при смещении штанги вле-
во резцы уходят внутрь корпуса нарезательной головки. Та-
ким образом осуществляется радиальное перемещение рез-
цов вручную.
При наличии зазора S между стойкой /7 и столом каретки
ручное передвигание резцов заменяется механическим. В этом
случае втулку 12 и муфту 13 с маховиком 14 закрепляют
неподвижно гайками и контргайками 15.
Стойка 17 получает поступательное перемещение от ходо-
вого винта через матку, но стол каретки не будет двигаться,
пока не будет выбран зазор S. Движение стойки передается
40
штанге 16 через втулку 12 и муфту 13. Вследствие этого рез-
цы 'входят в корпус нарезательной головки при холостом хо-
де еще до начала движения каретки и стебля.
Перед началом рабочего хода резцы выдвигаются. В этом
случае резцы подают на толщину стружки со стороны наре-
зательной головки и маховиком 14 не пользуются. г
Стебель вместе с нарезательной головкой совершает воз-
вратно-поступательное и вращательное движения. Стебель
устанавливают и центруют относительно станин в подшипни-
ках передней, задней и промежуточных стоек.
Стебель представляет пустотелую трубу, обточенную и от-
шлифованную снаружи с повышенной точностью, причем чи-
стота поверхности соответствует VVV-
Непараллельность стебля относительно направляющих
станины или эксцентричность его при повороте не должна
превышать 0,04 мм.
Стебель изготовляют из стали средней твердости: времен-
ное сопротивление разрыву до 85 кг/мм2, предел текучести
до 52 кг1мм2, удлинение 26%, площадь поперечного сужения
50%. Из такого же материала изготовляют ходовые винты и
шестерни. Во внутреннем канале стебля помещается тяга
(штанга) такого сечения, чтобы оставался зазор для подвода
охлаждающей жидкости к резцам.
Стебель должен быть достаточно прочным и жестким,
чтобы он не прогибался и не скручивался.
При нарезании стволов 152,4-ми калибра наружный диа-
метр стебля должен быть меньше диаметра нарезаемого ство-
ла не менее чем на 25—30 мм. С увеличением диаметра на-
резаемого ствола разница между наружным диаметром стеб-
ля и диаметром канала ствола будет увеличиваться, а с по-
нижением — уменьшаться.
Нарезательная головка должна хорошо направляться и
надежно закрепляться на стебле.
4. Устройство копиров
Копиры нарезательных станков обеспечивают поворачива-
ние стебля с нарезательной головкой на требуемый угол вин-
товой линии. В зависимости от устройства копиры бывают:
1) жесткие односторонние, 2) жесткие двухсторонние, 3) гиб-
кие, 4) с винтовой канавкой на стебле, 5) с шестеренной пе-
редачей и 6) горизонтальные, расположенные над станиной
станка.
41
Жесткие копиры применяются на всех нарезательных
станках, тогда как все остальные копиры применяются только
на крупных нарезательных станках.
На фиг. 14 изображена схема устройства жесткого одно-
стороннего копира нарезательного станка фирмы Нема.
Копир предназначен для нарезания канала с постоянной
крутизной нарезов и представляет собой прямую линейку 7,
установленную под углом р.
Фиг. 14. Кинематическая схема стволонарезательного станка Нема.
Собственно копир состоит из плиты 6, линейки 7, зубча-
той рейки с роликами 9 и установочной шкалы . с деле-
ниями 18.
Плиту 6 отливают из сталистого чугуна, установочную по-
верхность ее точно обрабатывают с чистотой VV-Плита уста-
новлена на фундаменте, на специальных опорах, скреплен-
ных со станиной болтами. На поверхности плиты закреплена
неподвижно Копирная линейка 7 прямоугольного сечения.
Конструкция опоры 9 и ее крепление к станине 18, плита и
копирная линейка 10 показаны также на фиг. 19 станка фир-
мы Бютаст.
Длину копиркой линейки определяют расчетом, учитывая
наибольшую длину хода станка и припуск на крепление.
Копирную линейку изготовляют из углеродистой инстру-
ментальной стали средней твердости. Поверхность ее точно
обрабатывают и пришабривают по линеалу.
Линейку устанавливают на плите под углом (фиг. 14) по
отношению к направляющим станка. Величина угла зависит
от угла крутизны нарезов ствола. Передний конец линейки
постоянно закрепляют в точке О, а другой конец совмещают
с требуемым делением на дуговой шкале 18 и закрепляют в
42
точке О'. На определенных расстояниях линейку прикрепляют
к плите шпильками и болтами.
Прямолинейный копир применяют при нарезании стволов
с постоянной крутизной нарезов. В случае нарезов прогрес-
сивной крутизны копир будет годиться только для заданной
кривой нарезов и, если она изменена, го необходимо делать
новый копир. Всякий копир должен быть достаточно жест-
ким, чтобы он не деформировался при установке и нарезании
каналов.
Фиг. 15. Люнет с делительным механизмом станка Кревен.
Каретка станка 8 вместе с рейкой 9 перемещается в про-
дольном направлении при вращении ходового винта (по стрел-
кам а). Зубчатая рейка 9, находясь в зацеплении с копирной
линейкой 7, будет следовать по наклону копира и переме-
щаться перпендикулярно направлению движения каретки (по
стрелкам Ь). Таким образом рейка заставляет вращаться
шестерню вала z = 40, а вместе с ней вал и стебель 5 с на-
резательной головкой.
На фиг. 18 и 19 изображено устройство одностороннего
жесткого копира станка фирмы Бютаст.
Зубчатая рейка 11 (фиг. 19) снабжена роликовым меха-
низмом со спиральной пружиной. Ось одного из роликов за-
креплена в рейке неподвижно и может вращаться только во-
круг своей оси; другой ролик под действием спиральной пру-
жины все время прижимается к копирной линейке. При ра-
бочем ходе постоянно прилегает к копирной линейке только
43
один ролик, а при холостом—'Другой. На этом основано
устройство одностороннего копира.
На фиг. 26 приведена схема устройства и кинематики ро-
ликового механизма жесткого одностороннего копира наре-
зательного станка фирмы Гринвуд-Бэтли. Плита 1 установ-
лена на станине; на плите укреплена копирная линейка 2.
В рейке 4 имеется прямоугольное окно, в котором может
свободно перемещаться ползун 7. В корпусе ползуна непо-
движно закреплена ось ролика 6; этот ролик легко вращает-
ся на оси и вместе с осью и ползуном может перемещаться
относительно рейки посредством винтовой передачи. Винт 8
Фиг. 16. Устройство жесткого копира станка фирмы
Крэге I.
проходит свободно через ось ролика 5 и только ввинчивает-
ся в ось ролика 6. Ось ролика 5 неподвижно закреплена в
рейке. Винт 8 закреплен в рейке и не может продольно пе-
ремещаться относительно рейки.
Расстояние между роликами легко регулировать винтом 8.
При нормальной работе между направляющими поверхностя-
ми копирной линейки 2 и одним из роликов имеете# зазор,
равный величине мертвых ходов всего механизма. В ряде
станков вместо' винтовой пары имеется спиральная пружина.'
На |фиг. 31 показано устройство' жесткого' двухстороннего
копира нарезательного станка фирмы Soest. На плите 1 ук-
реплена копирная линейка 2, имеющая в сечении вид ласточ-
кина хвоста. По направляющим копирной линейки переме-
щается ползун 4\ величину зазора между трущимися поверх-
ностями регулируют клином 5 и винтами. Ползун 4 своей
осью скреплен с рейкой 3-, вСе устройство' закрыто 'кожу-
хом 6. , , , - i
44
Направляющие поверхности копирной линейки соприка-
саются с ползуном как на рабочем, так и на холостом ходу.
Ширина копира до 200 мм. Такое устройство 'увеличивает
трение и затрудняет Перемещение ползуна по копиру, по-
этому чэфи копиры 'не применяют для 'нарезания нарезов про-
грессивной крутизны.
Фиг. 17. Кинематическая схема станка Хюльзе.
Гибкие копиры и копиры с винтовой канавкой на стебле
приведены ниже |при Описании станка 'Найльс.
Кинематика копира с шестеренной (передачей приведена
на (фиг. 17. Ходовой винт 3 приводится ‘во вращение от мо-
тора через (шестерни 1 ,и 2. Ходовой винт снабжен Двухзаход*
ной резьбой с шагом S = 50,8 мм; средний диаметр винта
dcp =< 152 мм, высота витка t = 12 мм, длина бронзовой гай-
ки (матки) .1 = 340 мм.
Каретка С передвигается по направляющим станка (ходо-
вым винтом при помощи тайки 4. На столе каретки собрана
коробка К, в которой помещается шестеренно-винтовая пе-
редача. (На направляющих Станка Неподвижно 'Закреплена
рейка 16, с которой Сцепляется (шестерня 15. При переме-
щении каретки (по направляющим станка (шестерня 15 катит-
ся по рейке и (сообщает вращение (шестерне 5, а затем' ше-
стерням 6, 7 и <8. (Шестерни 5, 6 и 7 могут быть сменными
в зависимости от крутизны нарезов в (канале ствола; их уста-
навливают на обыкновенной (гитаре 2. Зубья шестерни 8
длиннее и поэтому одновременно' сцепляются' с шестернями
9 и 10, а через их валы передают вращательное движение
двум четырехзаходным червякам 11 и далее винтовым’ шес-
45
терням 12, которые неподвижно наезжены на стебель на
шпонках. Шестерни 9 и 10, а также червяки И будут" вра-
щаться в одну сторону. Применение для поворота стебля
двух червячных передач устраняет мертвые хода, 'неравно-
мерность передачи и толчки, т. е. обеспечивает хорошую,
плавную передачу на стебель станка. В результате стебель
перемещается возвратно-поступательно вместе с кареткой и
одновременно вместе со стеблем поворачивается нарезатель-
ная головка. Станок снабжен жестким копиром, состоящим
из копирной линейки 17, рейки 14 и шестерни 13. При поль-
зовании шестеренным копиром рейку снимают со станка, и
таким образом жесткий копир выключается.
Выгоднее работать с шестеренным копиром, ио тогда
весь механизм нужно точно отрегулировать и нарезать на
таком станке только одни И те же стволы.
Копирные механизмы являются наиболее ответственной
частью станков, так как обслуживать и настраивать их необ-
ходимо особенно тщательно. Весь механизм компактен, его
часто закрывают крышками.
На фиг. 16 (показано устройство жесткого копира станка
фирмы Кревен. Стебель А установлен в подшипниках, распо-
ложенных на передней стойке В и на каретке станка. На сте-
бель насажена (цилиндрическая шестерня, закрытая крыш-
кой С. Рейка закрыта кожухом", она ©цепляется с копирной
линейкой F роликами Е, D. Плита копира состоит, из нес-
кольких частей. Маховиком G (перемещают вручную внутрен-
нюю, тягу относительно стебля, т. е. подают инструмент на
следующий рабочий ход.
5. Привод, коробки скоростей и ходовые винты
Нарезательные станки обычно приводятся (в движение
отдельным' 'электромотором. Ременные (передачи применять
нельзя; возможна только шестеренная передача.
Коробки скоростей нарезательных станков отличаются
простотой и небольшим числом рабочих и обратных скоро-
стей, ' так как каналы орудий обычно нарезают при неболь-
ших скоростях резания (3—7 ^мин).
У большинства станков, например в станках фирмы Нема
(см. фиг. 12), три рабочих скорости и одна холостого хода.
Коробку скоростей монтируют на специальной чугунной
плите, не связанной со станиной станка, чтобы уменьшить
дрожание станка.
На фиг. 18 и, 22 показаны устройство и кинематика ко-
робки скоростей станка Бютаст с индивидуальным приводом
46
от мотора. Коробка имеет три скорости для рабочего хода и
одну скорость для холостого хода,, но, располагая запасны-
ми сменными шестернями' /5 и 4, число ступеней скорости
можно увеличивать во столько раз, сколько будет пар смен-
ных шестерен. (Обычно станок снабжают только одной парой
сменных шестерен, которой пользуются в редких случаях.
Фиг. 18. Нарезательный станок Бютаст.
В нарезательных станках фирмы Soest и Хюльзе враще-
ние (электромотора передается непосредственно шестерне хо-
дового винта. В таких случаях нужно «ставить тихоходный
электромотор <(750 об/мин.) и шестерни с шевронным зубом,
чтобы достигнуть плавного вращения ходового винта.
Коробка скоростей станка фирмы Гринвуд-Бэтли отли-
чается некоторыми особенностями, отмеченными ниже при
рассмотрении устройства и кинематики станка.
Ходовые винты нарезательных станков передают движе-
ние от электромотора каретке станка, преобразуя вращатель-
ное движение в возвратно-поступательное при помощи гайки
(матки) каретки.
Ходовые винты изготовляют с прямоугольной двух-, трех-
и четырехзаходной резьбой, причем шаг резьбы винта дохо
дит до 150 мм, а угол подъема винтовой линии достигает 203.
Тогда
где а — угол подъема винтовой линии,
SB— шаг резьбы ходового винта,
б/Ср — средний диаметр резьбы ходового винта.
Чаще всего .применяют ходовые шиты с трехзаходной
резьбой и углом подъема спирали от 10 до 15°. Большой
47
угол подъема спирали сильно уменьшает к. п. д. винтовой
передачи, отчего эффективная мощность станка понижается.
Ходовой 'винт должен по всей своей длине (хорошо под-
держиваться. Для этого в коробке станины ставят специаль-
ные ’гладкие опорные подшипники с углом обхвата до 90°.
Такие опоры Предохраняют винт от прогиба и боковых коле-
баний; сверху ходовой винт сцепляется с маткой, угол об-
хвата которой доходит до1 250°.
Биение кодового винта допускается не (более 0,04—
0,06 мм. Ходовой винт закрепляют упорными шарикоподшип-
никами; винт не должен смещаться в Продольном' направле-
нии. При переходе с (рабочего на холостой ход величина это-
го смещения не должна превышать 0,2—0,3 мм, иначе это
будет влиять на качество нарезки ствола.
Смазка (ходовых винтов должна быть постоянной и обиль-
ной; лучше, когда ходовой винт полностью находится в ванне
с маслом.
6. Механизмы управления
К (механизмам управления станка относятся механизмы
пуска и остановки станка, переключения с рабочего на хо-
лостой ход, пуска и остановки охлаждения, счетчики оборо-
тов и приборы, показывающие количество потребляемой стан-
ком мощности, остановы и выключатели, маховики ручных
приводов. Все эти механизмы должны быть точными и на-
дежными, безопасными и удобными для обслуживания, безот-
казно действовать, полностью включать или выключать хра-
повые и фрикционные реверсивы, исправно подавать смазку
и охлаждение и должны быть сосредоточены у рабочего места.
Выпускаемые в последние годы нарезательные станки
имеют все механизмы, удовлетворяющие перечисленным тре-
бованиям, и обслуживание этих станков удобно, тогда как
станки старой конструкции имеют следующие недостатки.
Чтобы повернуть стол, рабочему необходимо подойти к пе-
реднему краю станка, а для установки подачи резцов нужно
идти на другой конец станка, т. е. при каждом двойном ходе
инструмента необходимо прбходить расстояние, равное длине
перемещения стебля. В это время станок не работает, т. е. не
снимает стружки, но мотор и шестерня коробки скоростей
продолжают вращаться.
7. Кинематика нарезательных станков
Кинематика станков для нарезания каналов орудий очень
простая, общая кинематическая цепь состоит из небольшого
числа валов, шестерен и винтов.
48
Станок фирмы Нема (ем. фиг. 14) снабжен -электромото-
ром. мощностью 7,5 кет, делающим 945 об/мин. Шестерня на
валу электромотора имеет 20 зубьев и передает вращение
шестерне с 60 зубьями; обе шестерни на валах 'закреплены
на Шпонках. I
На общем валу с шестерней z = 60 находится набор из
трех шестерен: z = 25, z = 36, z = 43, сидящих на общей
•втулке, посаженной на вал на скользящей шпонке. На этом
же валу насажена на шпонке шестерня z = 40. Все шестерни
постоянно (вращаются В' одну и ту же 'сторону. Для рабочего
хода имеется три (ступени скоростей, получаемые путем по-
следовательного включения шестерен с 25, 43 и 36 (зубьями,
сцепляющимися с шестернями с 75, 57, 64 .зубьями, насажен-
ными на общую втулку, сидящую на валу свободно. При пе-
ремещении насаженной на вал на шпонке кулачковой муфте1 е
вправо (будут вращаться вал и шестерня z = 38, закреплен-
ная на шпонке. Далее вращение будет передаваться шестер-
не z = 58 и ходовому винту, который при (помощи гайки (мат-
ки) заставит каретку двигаться поступательно. В результате
каретка (перемещается по направляющим станка вместе со
стеблем 5 и рейкой 9. Рейка 9, скользя роликами по копиру,
будет совершать поступательное движение в направлении,
перпендикулярном движению каретки, как это указано стрел-
кой Ь, а шестерня вала z = 40, находясь в зацеплении с рей-
кой, будет вращаться. В результате стебель 5 вместе с наре-
зательной головкой будет двигаться по (винтовой линии.
На .холостом ходу каретка перемещается влево. Для этого
необходимо передвинуть кулачковую .муфту е влево и вклю-
чить муфту с шестерней z = 40. Между двумя одинаковыми
шестернями {z = 40) находится промежуточная шестерня (па-
разитная), изменяющая направление вращения вала с кулач-
ковой муфтой е. Тогда шестерни z = 38 и z = 58, а также
ходовой винт будут вращаться в обратном направлении, а
каретка станка будет перемещаться влево.
Для остановки движения каретки достаточно установить
кулачковую муфту на средину, тогда ходовой винт и шестерни
с 58 и 38 (зубьями вращаться не будут, а остальные шестерни
коробки (скоростей будут вращаться вхолостую. Чтобы пере-
вести муфту е из рабочего в холостое (нейтральное) поло-
жение, переключают рукоятку 91, связанную с муфтой тягой
и рычагом 16 (см. фиг. 12).
Расчетные данные для станка фирмы Нема будут следую-
щие:
1) Пере'даточнЫе числа от электромотора на ходовой винт:
а) для рабочего хода
4
Нарезание орудийных стволов
49
. _ 20.43.38 43 _П1Д-
1 60.57-58 — 261 —U>1DO>
. _20^38 _ 57_
2 60-64-58 “464"~U,1Z<5’
i _ 20-25-38 19 — q 0795
3 60-75-58 261 — u»u/20>
б) для холостого хода
. 20-40-38 19 П91О
4 60-40.58 “ 87 ~и’21й-
2) Число оборотов ходового винта для рабочего хода:
я1==/г./1 = 945-—= 137,9 об/мин.,
я2 = л-*2 —945-116,2 об/мин.,
19
w3=/z-i3=945-ggj = 68,8 об/мин.
3) Число оборотов ходового винта для холостого хода:
/г4=/г-г4 = 945--^- = 206,1 об/мин.
4) Скорость перемещения каретки по направляющим ста-
нин равна скорости продольного перемещения гайки (матки)
относительно ходового (винта.
Скорость резания при нарезании слагается из скорости
движения каретки в продольном направлении и из враща-
тельного движения нарезательной головки вокруг своей оси.
За один оборот ходового винта гайка (матка) переместит-
ся (по ходовому винту на расстояние, равное 'шагу нарезки
ходового винта 5В . При этом необходимо брать действи-
тельный шаг (винта, учитывая многозаходность нарезки.
Скорость подачи (каретки будет:
а) для рабочего хода.
пг$ 137,9-31,42 . ,
V1— юоо ” юоо —4,33 mImuh,
_n2-SB _ 116,2-31,42 _
1000 1000
_«з’5в _ 68,8-31,42 _
WOO 1000 ““
м[мин,
м/мин,
для холостого хода
«4-5в 206,1-31,42 с
Тооб" * —Тбоо—=6’43
MjMUH.
50
4) Скорость резания резценарезательной головкой:
v = - Vs.м\мин. (16)
COS a ' ’ 4 '
где vs — скорость подачи каретки в м/мин,
л—угол крутизны нарезов канала ствола.
При значении a = 9° cosa=0,988.
4 89
Тогдаv—-Q ’g88 = 4,95 mImuh, т. е. при наибольшем угле
крутизны нарезов а=9° действительная скорость резания
больше скорости продольного перемещения по направля-
ющим станка на 1,25%. При меньших углах крутизны на-
резов увеличение действительной скорости резания будет
не больше чем на 1 % по сравнению со скоростью продоль-
ного перемещения каретки, чем в расчетах можно пренеб-
регать.
Принимая длину хода нарезов канала ствола равной
длине нарезной части канала ствола, получим следующую
зависимость:
с* т * d
5 = -—— или 5 = £„ = -——,
tg a н tg a ’
где S — длина хода нарезов канала ствола,
d — диаметр канала ствола по полям,
а—угол крутизны нарезов в канале ствола,
Ln — длина нарезной части ствола при одном обороте
нарезов (шаг нарезов).
С другой стороны, имеем:4
n-rf
7 __ нач
н~ tg? ’
где La — длина хода стебля, равная длине нарезной части
ствола при одном обороте нарезов;
б/ня„ — средний диаметр по начальной окружности рееч-
ной шестерни:
^нач ~ = WIZ,
где t~ шаг зубцов реечной шестерни,
z — число зубьев реечной шестерни,
пг — модуль зацепления шестерни и рейки,
Р — угол наклона копирной линейки, необходимый при
нарезании канала ствола.
Приравнивая правые части уравнений друг другу и ре-
шая уравнение относительно угла 0, окончательно получим:
4* 51
л • d
к“нач
tg a tg р ’
откуда
n d
tg?=tg«-T
(18)
Значение (угла 0 вычисляют для участков определенной
длины нарезаемого ствола и под (этим углом устанавливают
линейку копира. Формула 1(18) (верна при нарезании стволов
с постоянной крутизной парезов на любом на резательном
станке.
8. Расчет механизмов станка
Мощность станка, величины крутящих моментов и к. п. д.
зависят от трения в механизмах, от смазки, от потери энер-
гии в цепи и электродвигателе и т. п. Все расчеты' будут тем
точнее, чем лучше учтены особенности данного, станка.
Эффективную мощность станка определяют по следующей
зависимости:
где М — крутящий момент на шпинделе или на последнем
вращающемся валу в кгм,
п—число оборотов шпинделя или соответственно
вала в минуту.
Для станков с приводом от электродвигателя можно
пользоваться следующей зависимостью:
(^)» (20)
где N9— номинальная мощность электромотора по пас-
порту в кет,
т]ст—к. п. д. станка.
В настоящее время Для нарезания каналов орудий все
шире применяют многорезцовые нарезательные головки, при-
чем увеличивают скорость рабочего хода, отчего увеличи-
вается объем стружки, снимаемой за -один двойной ход.
Вследствие этого усилие резания часто- оказывается в не-
сколько раз больше прежнего.
Поэтому приходится (применять более мощные и быстро-
ходные нарезательные станки или модернизировать имею-
щиеся. При модернизации станка необходимо:
1) проверить на прочность стойки, в которых (закреплен
стебель станка, крепление стоек на столе каретки и все бол-
товые соединения;
52
2) проверить на прочность зубья рейки копира, реечной
шестерни, крепление рейки в каретке и шестерни на валу
(шпоночное крепление);
3) проверить на жесткость копир " м на прочность его
крепление, так как малейшие смещения копира или его про-
гибы 'недопустимы;
4) проверить слабые звенья коробок скоростей, прочность
и износоустойчивость матки ходового винта и условия ра-
боты ходового винта.
Поверочным расчетом выявляют слабые звенья станка,
требующие усиления. (Слабые звенья можно' усиливать сле-
дующими способами: 1) изготовлением отдельных деталей
из материала с более высокими механическими свойствами;
2) .изменением (формы и размеров отдельных деталей; 3) вне-
сением изменений в кинематическую цепь станка; 4) терми-
ческой обработкой деталей.
Иногда приходится ставить более мощный электродвига-
тель, сохраняя (прежнее число оборотов.
После переделки станка его необходимо1 испытать, про-
верив, главным образом, его мощность.
Крутящий момент на шНинделе или соответственно на
валу (для станков с индивидуальным электродвигателем) оп-
ределяется по следующей зависимости: ।
где М, —мощность электродвигателя в кет,
яшп —-число оборотов шпинделя или вала в минуту,
7)ст — к. п. д. кинематической цепи от вала электродви-
гателя до шпинделя или вала станка.
Тяговое усилие, допускаемое износоустойчивостью гайки
(матки) ходового винта, определяется из условия
Рт=л.р.2:-^ср^раб-^, (22)
где р — допускаемое среднее удельное давление на вит-
ках винта и гайки в кг{мм2; твердая сталь по
бронзе р=1,3 кг1мм\ мягкая сталь по стали
р — 1 кг1мм2',
2 —-число полных витков на длине гайки; ~
£раб — рабочая высота витка резьбы в мм\
k—-угол обхвата гайки (матки); для нарезательных
станков k берется равным 2/3;
б/ср—средний диаметр резьбы винта в мм.
53
опреде-
(23)
(23а)
переме-
Тяговое усилие на стебле по мощности станка
ляется по следующим формулам:
102-60. ЧстАГэ
Ртах — ~
umin
И
-102.60^ 7V
min
где У7Э — мощность электромотора станка в кет,
7jCT — к. п. д. станка,
v — наибольшая или наименьшая скорость
щения каретки'по направляющим станинам станка.
В случае передачи движения столу червяком или вин-
том номинальное рабочее усилие на инструменте можно
определить по следующей зависимости:
Р= , Я ---P-(Qi-rQ2). (24)
где p.— коэфициент трения стола по направляющим; при
хорошей смазке р. = 0,10—0,05,
— вес стола станка (подвижной каретки)
в кг,
Q2 — вес обрабатываемого изделия, закреплен-
ного на столе; в нарезательных станках Q2
отсутствует,
dH и dB — наружный и внутренний диаметры винта
или червяка в мм,
<? — угол подъема винтовой линии червяка со-
ответственно винту,
Р — угол трения; в зависимости от материала,
обработки пары и условий смазки величина
этого угла от 4 до 7°,
974 • 2V iqct
М =------------крутящий момент на червяке или на винте
в кгм,
где ZV9— мощность электродвигателя в кет,
т]ст — к. п. д, учитывающий потери в кинема-
тической цепи от электродвигателя до
червяка или винта (для рабочего хода
стола),
п — число об/мин. червяка или винта.
Общий коэфициент полезного действия механизма глав-
ного движения станка можно вычислить по формуле
__________________________ P-V
’1ст "" 6120-7/ ’
э
64
где Р—рабочее усилие на инструмент в кг,
v—скорость резания в я/мин;
N3 — мощность привода станка в кв/п (мощность инди-
видуального электродвигателя);
v— скорость рабочего хода стола или салазок в лг'лшн,
вычисляемая по следующим формулам:
t-z-n
== “TOGO—’ для паРы винт ~ гайка или
TZ-m-Z-П
v— 100Q------для пары шестерня — рейка.
К. п. д. станка определяют более точно как произведение
к. п. д. отдельных звеньев всей кинематической цепи меха-
низмов, значения которых .берут из таблиц применительно к
механизмам и деталям станка.
Приведенные зависимости являются основными и ими
пользуются при ‘расчетах механизмов станка.
Все детальные расчеты при заполнении паспорта станка
производят согласно' указаниям, приведенным в руководстве
по паспортизации металлорежущих станков, изданном НКМ
в 1939 1г.
Ниже приведены описания особенностей нарезательных
станков Бютаст, Гринвуд-Бэтли, Найльс и паспортные дан-
ные этих станков.
Помимо перечисленных (встречаются нарез ательные стан-
ки других фирм. Например, станок Шкода модель TZ15M
длиной До 20 500 мм\ наибольшая длина нарезки до 7000 мм,
наибольший диаметр нарезаемого' канала ствола до 150 мм.
Станки фирмы Бертье относятся к типу нарезательных
станков с ’горизонтальным расположением копира над стани-
ной. Это делается' с целью уменьшить занимаемую станком
площадь. Эти станки предназначены для нарезания малых и
средних стволов орудий диаметром от 25 до 50 мм, от 50 до
75 мм и ют 75 до 105 мм. Наибольшая длина нарезки
4000 мм\ скорость рабочего Хода стебля 1,0—6 м!ммн.
Станки Вагнер ’’относятся к типу крупных нарезательных
станков, у которых стебель с нарезательной головкой полу-
чают поступательное и вращательное движение. Станки снаб-
жены зубчатой рейкой и вертикальным копиром. Наиболь-
шая длина нарезки ДО' 25 000 мм. Можно нарезать каналы
орудий диаметром от 200 до 500 мм. Общая длина стан-
55
ка около 60 000 мм; -мощность главного электро-мотора
35 л. с.; .вес станка около 62 000кг.
Станки Магдебург характерны тем, что снабжены бессту-
пенчатой гидравлически регулируемой подачей салазок (ка-
ретки), причем подачу можно’- изменять и во 'Время рабочего
хода. Эти станки появились сравнительно недавно-.
Устройство станка Кревен приведено на фиг. 15 и 16. Эти
станки, бывают различной величины: для нарезания каналов
средних диаметров и крупных диаметров от 200 до 500 мм.
При этом длина нарезки может доходить до 30 000 мм при
весе ствола до 160000 кг. Общая длина станка от 14 000
до 67 600 мм,'а вес от 15 000 до 175 000 кг. К недостаткам
этих станков нужно- отнести то, что они занимают очень
большую 'площадь.
9. Нарезательный станок Бютаст
Схема управления станком Б-ютаст (общий вид) приведена
на фиг. 18. Изделие закрепляют в люнетах 1 и 2 и, 'вращая
маховик, поворачивают ствол на требуемый угол, пользуясь
при этом передачей и нониусной шкалой делительного- меха-
низма (фиг. 19 и- -20). Люнеты 1 и 2 устанавливают на стани-
не станка. Люнет 2 с делительным механизмом, как правило-,
ставят ближе к нарезательной головке, -чтобы рабочему при-
ходилось меньше ходить при поворачивании ствола. Однако
можно также устанавливать люнеты и наоборот, как это по-
казано на фиг. 20, а.
На станине 5 (см. фиг. 18) расположены все механизмы
станка: 6 — передняя стойка, 7 — рукоятка изменения на-
правления хода каретки (супорта) 10, 8 — стебель, 9 — про-
межуточная стойка, 11—тяга для переключения направления
хода, 12 — коробка скоростей, 13—плита копира, 14 — ко-
пир, 15— шестеренно-реечный механизм копира, 16—рукоят-
ка изменения скорости перемещения каретки, 17 — маховичок
изменения подач. Автоматическое выключение и включение
резцов производится за счет имеющегося зазора в 60 мм ме-
жду столом каретки 10 и стойкой, в которой закреплена
матка 15, что видно на фиг. 22.
Подача резцов при установлении толщины снимаемой
стружки производится вручную вращением червяка 16 и чер-
вячной шестерни 17. Вращательное движение червячной ше-
стерни 17 преобразовывается в прямолинейное движение тя-
ги 23 относительно стебля 22 и осуществляется посредством
резьбовой втулки 20, закрепленной гайками и контргайками.
56
Вид по В вид по /?
Фиг. 19. Люнеты и поперечный разрез станка Бютаст.
<Гиг. 20. Станок Бютаст.
а, — установка изделия в люнетах; б — схема делительного механизма люнета.
57
В некоторых станках Бютаст реечная шестерня 19 состав-
ляет одно целое с валом, причем зубья фрезеруют на глав-
ном валу, как показано- на фиг. 21—22.
Фиг. 21. Разрез каретки станка Бютаст.
Фиг. 22. Кинематическая схема станка Бютаст.
Основные паспортные данные станка приведены ниже,
л также в табл. 2—4.
Тип станка.......................орудийно-нарёзательный
Завод-изготовитель................Бютаст (Германия)
Модель .........................Rz-8
Станок особо пригоден ...... для нарезания нарезов в каналах
. орудий постоянной и прогрессив-
ной крутизны
Габариты станка .................длина 21 500 мм, ширина 5000 мм
высота 1400 мм
Высота от оси стебля.............до станины 250 мм, до плиты 500 мм
Расстояние от конца станины до
делительного механизма . . • . . наименьшее 120 мм, наибольшее
8300 мм
68
Расстояние между срединами дели-
тельной головки и люнета. . . наименьшее 660 мм, наибольшее
8300 мм
Наибольший диаметр зажима в лю-
нетах ........................ 450 мм
Наибольший и наименьший нарезае-
мый диаметры . .............. 107—152,4 мм
Наибольшая длина нарезки .... 6500 мм
Наибольший продольный ход ка-
ретки ....................... 8300 мм
Переключающие упоры для изме-
нения хода каретки...........есть
Быстрое перемещение каретки . . . есть
Предохранение от перегрузки . . . есть
Блокировка .................... нет
Длина копировальной линейки . . 6650 мм
Угол поворота линейки в граду-
сах ..........................наименьший 4°, наибольший 9°'
Копировальная линейка для про-
грессивной нарезки ............. нет
Наибольшее поперечное переме-
щение 'зубчатой рейки для вра-
щения стебля.................... 940 мм
длина рейки................ 1000 мм
длина зуба..................65 мм
модуль ..................... 4
Число зубьев реечной шестерни . . 27
Шаг ходового винта..............32 мм
Число заходов...................2
Наибольший внутренний диаметр
делительной головки ...... 500 мм
Число делений (впадин)..........'. 24—32—40
Число кулачков (сухарей) для за-
жима изделия..................8
Диаметр зажимаемого изделия . . . 200—450 мм
Наибольшее продольное переме-
щение люнета................... 7600 мм
Число люнетов...................1
Нарезательные головки диаметром . 107 и 122 мм
Число гнезд для резцов..........4 и 6
Стебель (борштанга).............длина 6500 мм, диаметр 100 мм
Число люнетов (стоек) для стебля . 1 подвижный и 1 неподвижный
Автоматическая подача резцов . . нет
Ручная подача резцов ........... есть
Величина подачи резцов вручную
при повороте маховичка на . . .1 дел. — 0,01 мм', обор. = 1 мм
Автоматическое включение и вы-
ключение резцов................есть
Насос дл.я охлаждения...........есть
Привод..........................индивидуальный от электромотора
Электродвигатель................J1 кет, 1445 об/мин.
Подшипники вращения ходового
винта..........................передний и задний
Тип.............................скольжения; упорный — качения
59
Таблица 2
Механизм главного движения станка Бютаст
Положение рукоя- ток (обозначение рукояток) Скорость подачи стебля в м/мин Тяговое усилие на стебле в кг Мощность на стебле по при- воду в кет К. п.д. Наиболее 4 слабое звено
прямое движе- ние обрат- ное дви- жение по при- воду по сла- бому звену
I II III 3,4 3,9 4,4 7,65 8,7 10 8550 7500 6900 16 850 14 750 12 960 4,74 0,43 Шестерня z = 24 » »
Таблица 3
Спецификация рукояток управления станка Бютаст
№ по- зиций на фиг. 18 Наименование и назначение
3 7 16 17 Рукоятка для вращения делительной головки
Рукоятка изменения направления хода каретки 10
Рукоятка изменения скорости перемещения каретки (супорта) 10
Маховики изменения подачи
Кнопочная станция
Таблица 4
Спецификация зубчатых и червячных колес, червяков, винтов
и гаек станка Бютаст
№ узла по схеме 123456789 1011 121314 1б|16 17 18 19 20|21
Число зубьев или
заходов .... 24 60 2S 67 27 2925 36 34 38 30 54 30 2 2 1 26 £ 27 1 45
Модуль или шаг
винта в мм . . 5555 -6 66666666 32 32 12 12 44 10 6
Угол винтовой
линии в граду-
сах ---------------------------------------------------
Ширина обода или
длины гайки в 5
мм.......... 50 50 5( 50 71 70 70 70 70 70 55 70 55 — 320 - 60 70 70 - 55
60
10. Нарезательный станок Гринвуд-Бэтли
Общее описание механизмов станка и их сравнение одру»
гимн станками даны выше, а устройство и кинематика станка
показаны на фиг. 23—26.
Особенности устройства и кинематики станка заключают-
ся в следующем.
Вращательное движение электромотора передается валу
с шестерней /, которая вращает шестерню 2, сидящую на
одно^Г валу с шестернями 3, 5 и 7. С помощью рукоятки В
шестерни могут перемещаться вдоль вала по скользящей
шпонке и передавать вращение шестерням 4, 6 и & Вра-
щение вала этих шестерен передается шестерням ’ 10 или
И, насаженным на Общую втулку и скользящим по валу на
шпонке; передвигают эти шестерни рукояткой А. Шестерня 12
закреплена на (валу, являющемся продолжением общего вала
с шестернями 10 и 11. Шестерня 12 вращает шестерню 13,
которая сидит на валу свободно.
Реверсивная муфта 18 (фиг. *23) насажена на виду на
шпонке; при перемещении рукоятки Б влево включаются
фрикционные диски' и шестерня 13 передает вращение валу и
шестерне 14, от которой получают вращение шестерня 15 и
ходовой винт. Вращательное -движение ходового винта при
помощи гайки (матки) преобразуется в прямолинейное пере-
мещение стойки 20 и каретки 21.
При /Холостом' ходе реверсивную муфту 18 (фиг. 23) пе-
редвигают вправо. Тогда вращение шестерни 2 передается
прямо шестерне 14 и далее ходовому винту. Шестерни ко-
робки скоростей рабочего хода при этом вращаются вхоло-
стую.
При среднем положении рукоятки Б реверсивного меха-
низма 18 все шестерни коробки скоростей, включая и ше-
стерни 12 и 13, вращаются; гари этом вал шестерни 14 и ре-
версивная муфта 18 с фрикционными дисками не вращаются.
Шкив 16 приводит в действие насос.
При перемещении гайки (матки) вместе Со стойкой 20
внутренняя тяга 26 перемещается по отношению к стеблю 24
на величину зазора s 'между стойкой и столом каретки. 'Стол
каретки вместе со стеблем и нарезательной головкой в это
время будут находиться в покое. 'Вследствие этого резцы ав-
томатически выдвигаются перед рабочим ходом и утаплива-
ются перед холостым ходом.
Устройство механизма П (фиг. ,23) для автоматической
подачи резцов на толщину снимаемой стружки показано на
фиг. 25.
61
Фиг. 23. Кинематическая схема станка Гринвуд-Бэтли.
Спецификация шестерен станка Гринвуд-Бэтли
№ ше- стерен 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Z 19 39 24 34 29 29 26 32 26 32 2S 31 70 23 70
т 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3,75 3,75 5 5
b 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 57 57 89 89
Фиг. 24. Схема делительного механизма
станка Гринвуд-Бэтли.
Шестерня z—36 насажена неподвижно на специальную1
втулку, могущую 'свободно вращаться в подшипниках стой-
ки 14, но не перемещающуюся в продольном направлении.
Эта втулка снабжена прямоугольной резьбой; навинчена на
конец тяги ((штанги) 1,
которая проходит вну-
три стебля. При вра-
щении шестерни z=36
тяга 1 перемещается
относительно стебля и
резцы выдвигаются из
нарезательной головки.
Поворот шестерни на
требуемый угол обес-
печивает автоматиче-
скую подачу резцов. На
станине станка установ-
лены упоры Y и Y\.
В конце холостого
хода, когда стол ка-
ретки подходит к край-
нему положению, рО’
лик b кулачка/3 встре-
чает упор Y и откло-
няется вправо относительно стола каретки. Неподвижно
скрепленный с кулачком 13 зубчатый сектор 12 перемещает
вправо рейку 10, которая заставляет вращаться шестерни
11 м 9, насаженные на одной оси. Тогда рейка 8 передви-
нется 'вправо и повернет сектор 6 на некоторый угол, тяга 5
передвинется вперед, а собачка тяги выйдет из зацепления и
заскочит за очередной зуб храпового колеса; при этом ка-
ретка переключится с холостого на рабочий ход, а храповое
KojMfco останется в покое.
В конце рабочего хода после выхода нарезательной го-
ловки из канала ствола кулачок 13, встретив упор Yi, от-
клонится влево; При этом все детали механизма, до тяги 5
включительно, ;буДут перемещаться в противоположную сто-
рону. Тяга 5, находясь в зацеплении с храповым колесом,
повернет его на некоторый угол, отчего повернется шестер-
ня z — 72, а с ней и шестерня z ==i 36; вследствие этого про-
изойдет автоматическая подача резцов для очередного рабо-
чего* хода.
В секторе 6 имеется паз, по* которому при вращении вин-
та вручную может перемещаться камень 7. Тяга 5 скреплена
с камнем шарнирно, поэтому при перемещении камня по
63:
пазу тяга получает новую установку относительло храпового
(колеса. Камень может занимать 8 различных положений,
отмеченных на шкале, нанесенной на секторе 6.
При первом Положении собачка тяги перемещается по
Z-72
Фиг. 25. Механизм автоматической подачи резцов
’ станка Гринвуд-Бэтли.
храповому колесу на один зуб и поворачивает храповое коле-
со на Ve4 окружности, а при последнем положении храповое
Фиг. 26. Кинематическая схема роликового механизма копира.
колесо делает Vs оборота. Поворот храпового колеса на
один зуб соответствует подаче 0,016 мм или увеличению диа-
метра по режущим кромкам резцов на 0,032 мм.
64
Заменив шестерни z — 36 и 2 — 72, можно получить и
иные величины подач. Помимо автоматической подачи резцы
можно передвигать, вращая вручную маховик 3, причем
угол правого поворота отсчитывают по нанесенным на махо-
вике делениям.
Автоматическая подача резцов имеет большое значение,
так как она уменьшает вспомогательное время, затрачивае-
мое на подачу резцов. Механизм автоматической -подачи
можно спроектировать для любого нарезательното станка..
Конструкция и кинематика нарезательното станка Грин-
вуд-Бэтли достаточно ясно видны из фиг. 23 и 26.
Паспортные данные станка Гринвуд-Бэтли следующие.
Габариты станка: длина 22 800 мм, ширина 4260 мм, вы-
сота 2000 мм. Общий вес станка 15 500 кг. Высота от оси
нарезательното стебля до станины 260 мм, до плиты—920 мм.
Расстояние -от конца станины до.. делительного .механизма
люнета: наименьшая 700 jam, наибольшая 8400 мм.
Наибольший диаметр изделия, устанавливаемого в люне-
тах, 300 мм, наименьший диаметр нарезаемого канала, ствола
120 мм при наружном диаметре стебля 100 мм.
Наибольшая длина нарезки 8000 мм, наибольшая длина
продольного 1хоДа каретки 8200 мм.
Станок снабжен упорами, изменяющими ход каретки (су-
порта), но не имеет предохранения от перегрузки и блоки-
ровки.
Длина линейки копира 8100 мм, угол поворота линейки
от 3 до 10°. Имеется запасная копировальная линейка для
прогрессивной крутизны (для определенной конструкции
ствола). Наибольшее поперечное перемещение рейки копира
1380 мм, длина рейки 1470 мм, длина зуба 115 мм, модуль
5,05 мм, число зубьев реечной шестерни z — 32.
Ходовой винт для продольного перемещения каретки (су-
порта) четырехзаходный, шаг резьбы 101,6 мм, наружный
диаметр 101,6 мм, внутренний диаметр 76,2 мм, резьба пря-
моугольная. .
Станок имеет сменные стебли диаметром 100, 120, 128 и
150 мм.
Наименьшая подача за один двойной ход равна 0,016 мм,
наибольшая 0,128 мм\ промежуточные: 0,032; 0,048, 0,064,
0,080, 0,096 и 0,112 мм.
Ручная подача за один оборот кольца 0,5 мм, окно деле-
ние -отвечает подаче в 0,01 мм.
Продольная подача стебля и каретки: прямой ход 3; 3,5;
4,3; 4,6; 5,3; 6,5 м/мин, обратный ход—11,75 м!мин.
5 Нарезание орудийных стволов
65
Тяговое усилие на стебле но приводу соответственно1 ско*
ростам- -подачи стебля: 8270, '7230, 5880, 5400, 47'50 и 3820 кг.
Тяговое усилие по наиболее слабому звену соответствен-
но скорости подачи стебля: 814й, 7980, 7720, 5220, 5060
и 4780 кг.
Мощность на -стебле по (приводу 4,06 кет.
-Коэфициент полезного действия станка 0,46.
Наиболее -слабое 'звено шестерни z? и 2и.
Станок приводится в действие индивидуальным электромо-.;
тором -мощностью 112 л. >с. ((9,09 кет), делающим 720 об/мин.;
11. Нарезательный станок Найльс
Устройство и кинематика станка показаны на (фиг. 27—30.
На -станине станка, предназначенной для установки и кре-
пления -ствола, имеются два .-люнета г ((фиг. 127) и стойка с
Фиг. 27. Нарезательный станок Найльс.
упором 3 для переключения резцов с -рабочего на холостой
ход. Люнеты на станине закрепляются с помощью Планки и
-винтов 5. Центрование -ствола -в люнетах осуществляется с
помощью винтовых (кулачков (сухарей) 4.
-Стебель -с нарезательной головкой -поддерживается и цен-
труется (в (подшипниках стоек (люнетов) стебл-я. Передняя
стойка (каретка) (закреплена неподвижно -на станинах, проме-
жуточная и (задняя перемещаются. Задняя каретка (супо-рт)
получает движение по- направляющим -станинам станка -от -хо-
дового винта 15 -через бронзовую матку (гайку) 6 и передает
это движение (стеблю (с нарезательной Тр-ловкой. Когда зад-
няя каретка подходит на -определенное расстояние к проме-
жуточной (стойке (люнету), автоматически включается 1ше-
66
Z9
*9
стерня 11 (фиг. 28). Эта шестерня передает вращение ше-
стерне 12, (которая находится в зацеплении с шестерней 13
и рейкой, закрепленной на станине.
Вследствие этого промежуточная стойка (подвижной лю-
нет) перемещается прямолинейно по направляющим станка.
При движении в другую сторону промежуточная стойка воз-
вращается в свое первоначальное положение.
Упоры полозхоё'
,..ь пл П п п
и и и и и и
Гибкая лента >
S’
Фиг. 29. Детали станка Найльс.
а — копир с гибкой лентой; б~ стебель.
Когда каретка двигается,
перечном направлении, причем
линейке 22. При этом каретка
Фиг. 30. Поперечный разрез станины
станка Найльс.
рейка 15 перемещается в по-
ролики скользят по копирной
поворачивает шестерню 14, не-
подвижно закрепленную на
стебле, вследствие чего сте-
бель с нарезательной голов-
кой получает одновременно
поступательное и враща-
тельное движения.
У стр о йств о копи р а с ги б -
кой лентой показано на
фиг. 29, а. На специальной
станине установлена плита 1,
на которой болтами 3 за-
салазках расположен по-
по направ-
креплен ряд салазок 2. На этих
движной ползун 5, который может перемещаться
ляющим 4 при вращении винта 6.
68
На Опорной поверхности ползуна лежит копирная линей-
ка 9, устанавливаемая и закрепляемая упорными Кулачками8
и винтами 7. Вращая винт 6, можно грубо' установить копир,
а окончательно устанавливают линейку под требуемым угло-м
винтами 7.
Копирную линейку .можно устанавливать (как Прямой же-
сткий копир (фиг. 29, а), или, изменяя положение салазок и
кулачков, устанавливают стальную ленту копира по шаблону
Фиг. 31. Деталь копира станка Soest.
для нарезания нарезов прогрессивной крутизны. Связь рей-
ки // с копирной линейкой 9 посредством роликов 10 видна
на фиг. 29, а. Для устранения,люфта (мертвого хода) между
зубчатым зацеплением рейки и шестерни, копиром и ролика-
ми служит натяжной прибор б {фиг. 27) с грузом.
СтаноК' предназначен для работы по методу сжатия мно-
горезцовыми головками Уайта (фиг. 41). При рабочем ходе
станка стебель перемещается 'влево, во время холостого хо-
да — вправо.
Такой метод работы возможен только, тогда, корда сте-
бель обладает, достаточной жесткостью.
Для перехода от одной группы нарезов к другой в перед-
ней стойке имеется делительный механизм, поворачивающий
стебель на требуемый угол. Электромотор мощностью в
1,5 кет вращает червяк 16 .{фиг. 27 и 128), передающий свое
вращение червячной шестерне 17 и червяку 18, насаженному
на один вал с шестерней. От червяка 18 вращение сооб-
щается шестерне 19 и стеблю. При нарезании червячная ше-
стерня 19 сидит на стебле свободно, когда же при переходе
к следующей группе нарезов необходимо каретку станка
остановить, червячную Шестерню зажимают на стебле спе-
циальным зажимным приспособлением; тогда можно повер-
69
путь 'стебель на требуемый угол. Угол поворота стебля от-
считывают йо специальной (шкале с точностью до 0,1°, т. >е.
до 6'. Для ствола диаметром 250 мм длина его окружности
составляет 785 мм\ в этом случае точность отсчета (будет 1рав-
на 0,207 мм. Так как'допуск на ширину нарезов для такого *
ствола равен 0,5 мм, то получаемая точность вполне достаточна. J
Установив ленту копира под 'требуемым углом крутизны 1
нарезки, нарезают спиральную канавку на наружной Поверх- 1
ности стебля. Для этого переднюю стойку стебля отводят
Фиг. 32. Нарезание ствола на станке Кревен.
назад на 380 мм и на ее место ставят специальный супорт,
(приспособление) для нарезания канавки на стебле.
При определении глубины канавки учитывают прочность
стебля и продолжительность работы пальца (стопорного
штифта), скользящего по нарезанной спиральной канавке.
Ширина канавки в глубину ’будет все время уменьшаться.
Спиральную канавку прорезают при одновременном продоль-
ном 1и вращательном движении, которое стебель получает от
ленточного копира через реечно-шестеренную передачу.
Прорезанная таким способом спиральная канавка на стеб-
ле служит копиром для нарезания каналов орудий.
Все копирное устройство (гибкая лента с зажимами, пол-
зуном и салазками, зубчатая рейка с роликами и кожухом), а
также супорт для нарезания канавки, после того как канав-
ка нарезана, снимают со станка и хранят на складе. Этим
облегчается подвижная часть станка и уменьшается его ширина.
Спиральная канавка на стебле может служить копиром
для нарезания каналов стволов Одной и той же крутизны
нарезов. Удобство таких копиров очевидно. Нарезать две
70
канавки или более на стебле невозможно, так как прочность
стебля уменьшится, а также может оказаться, что винтовые
канавки 1пересекутся.
На передней стороне станка имеется рукоятка с приво-
дом, состоящим из двух пар цилиндрических шестерен 7, <8
и 9, 10 |(фиг. 128). Вращая маховик привода вручную, застав-
ляют вращаться ходовой винт, который перемещает поступа-
тельно каретку и стебель, что необходимо при настройке
станка.
Все управление станком автоматизировано и сосредото-
чено на одном распределительном щите.
Тяговое усилие станка по приводу от 7.130 до 42 000 кг,
по слабому (звену — от 46 850 до 68 000 кг.
Станок имеет '26 ступеней скорости—от 2,7 до 16,3 м/мин-,
регулировка достигается (электромотором.
Фирма Найльс (изготавливает станки этой конструкции
длиной до 60 м, на которых нарезают стволы орудий кали-
бром до 500 мм. Паспортные данные станка следующие:
Тип станка.....................орудийно-нарезательный
Завод-изготовитель.............Найльс (США)
Модель.........................РМ-16
Год выпуска....................1938
Станок особо пригоден ......... для нарезания нарезов й каналах
орудий постоянной и прогрессивной
крутизны
Габариты.......................длина 32000 мм, ширина 8185 мм,
высота 3300 мм
Высота от оси нарезательного стеб-
ля ........................до станины 457,2 мм, до плиты 1371,6 мм
Наименьший и наибольший диаме-
тры зажима в люнетах......... 762—1219 мм
Наименьший и наибольший диаме-
тры нарезки.................. 230—400 мм
Наибольшая длина нарезания . . . 9150 мм
Наибольший продольный ход ка-
ретки ....................... 10 000 мм
Переключающие упоры для изме-
нения хода каретки...........есть
Быстрое перемещение каретки . . есть
Предохранение от перегрузки . . нет
Блокировка .................... нет
Длина копировальной линейки ... 10 530 мм
Угол поворота линейки, в градусах 0—17
Копировальная линейка для про-
грессивной крутизны..........есть
Наибольшее поперечное перемеще-
ние зубчатой рейки........... 2820 мм
длина рейки • . . . ......3513 мм
длина зуба............... 152,4 мм
модуль....................2,54 мм
71
Число зубьев реечной шестерни . . z = 180
Продольный ходовой винт для пе-
ремещения каретки............шаг 114,3 мм, число ниток 1" 0,89,
число заходов 4
Делительная головка
на стебле люнета
Внутренний диаметр........... 203,2 мм
Угол деления................. 0—360°
Поворот на одно деление нониуса . 0,1°
Люнет
Диаметр зажатия в первом люнете 457—762 мм
Наибольшее продольное перемеще-
ние ......................... 10250 мм
Число люнетов................2
Диаметр зажатия во втором лю-
нете ........................813—1220
Нарезательные головки
Диаметры . ............... 250 и 305
Число гнезд для резцов.......48
Стебли (борштанги)...........длина 14450 мм, диаметр 203,2 мм
Люнеты (стойки) для стебля под-
вижные .....................1
Автоматическая подача резцов . . есть ,
Ручная подача резцов ........ есть
Величина ручной подачи резцов при
повороте маховичка...........на 1 деление 0,025, 1 оборот 0,2
Автоматическое включение и вы-
ключение резцов ........... есть
Насос для охлаждения.........есть
Таблица 5
Механизм главного движения станка Найльс
Положе- ние махо- вика элек- трорегуля- тора Скорость подачи стебля в м{мин Тяговое усилие на стебле ъ кг Мощность на стебле по приводу в кет К. п. д. Наиболее слабое звено
прямой ход обрат- ный ход прямое движе- ние обрат- ное дви жение по при- воду по наи- более слабому звену
1 1-26 2,72 2,7-16,3 42000 68800 17 0,58 Шестерня z= 19
26 1-26 16,32 2,7-16,3 7130 46850 17 0,58 Шестерня z — 19
Примечания. 1. Скорость движения стебля от 2,72 до 16,32 м!мин
регулируется электрорегулятором, который имеет 26 ступеней.
2. Обратное движение стебля можег происходить с большей или мень-
шей скоростью независимо от прямого движения стебля. Требуемая
скорость достигается при обратном ходе маховика.
72
Таблица 6
Спецификация рукояток управления станка Найльс
О е • Наименование и о Наименование и
№ ] пор назначение № I пор назначение
1 Маховик зажима стебля 10 Рукоятка включения меха-
2 Рукоятка реверсирования нического или ручного
хода каретки поворота стебля
3 Упор резцовой головки 11 Отверстие для ломика при
4 Съемная рукоятка для ус- повороте стебля вручную
тановки изделия 12 Кнопка пуска и стопмото-
5 Съемные рукоятки для пе- ра вращения стебля
ремещения люнетов 13 Съемная рукоятка для пе-
6 Палец для включения руч- ремещения делительной
ного перемещения карет- головки по станине
ки (супорта) по станине 14 Дополнительные кнопки уп-
7 Палец копира спирали стеб- равления
ля 15 Кнопки пуска и остановки
8 Защелка делительного ди- нагнетательной помпы
ска 16 Винт, изгибающий копиро-
9 Микрометрический винт вальную линейку (сталь-
делительного диска ную ленту)
17 Съемная рукоятка ручного
перемещения каретки су-
порта по станине
Таблица 7
Привод станка Найльс
Род привода.....................от индивидуального электродвигателя
Электродвигатели Ремни и цепи
Назна- чение Главный привод Враще- ние стебля Нагнета- тельная помпа Пом- па Место- нахожде- ние Механизм поворота делительной головки
Число обо- ротов в минуту Ступени Число рядов ремней 3
1 2 1 2 1 . 2
200 1200 1150 — 1150 1750 Материал Кожа
Мощность в кет 29,4I 29,4 1,47 —— 3,68 0,735
73
\ Таблица 8
Сяецификация зубчатых й червячных Колбе, червяков, винтов й гаек станка Найльс
№ узла по схеме 1 2 3 4 5 6 7 8 * 9 10 11
Число зубьев или заходов . . 19 71 20 45 4 4 60 12 50 10 15
Модуль или шаг винта в мм . 7,26 7,26 12,7 12,7 114,3 114,3 8,47 8,47 6,35 6,35 28,57
Ширина обода или длина гай- ки в мм 127 127 165 165 Винт 630 82,5 82,5 57 57 63,5
Материал Ст. 40 Ст. 40 •' — — Ст. 50 Бр. Ст. 40 — — — Бр.
№ узла по схеме 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Число зубьев или заходов . . 22 ;, 48 180 440 1 70 1 50 2 —
Модуль или шаг винта в мм . 6,35 6,35 2,54 2,54 5,05 5,05 16,93 16,93 6,35 6,35
Ширина обода или длина губ- ки в мм 57 63,5 158,7 152,4 черв. 63,5 черв. 89 черв. 63,5 рейка
Материал . Ст. 40 — — — — Бр. — Бр. Ст. 40 —
Подшипники вращения ходового винта
Тип Передний Задний Упорный
Скольжения Качения
I И
Основные размеры 152,4 / = 227 2 шт. 114,3 / = 343 Сферический
Материал бронза бронза АТ-44 АТ-36
12. Контрольные вопросы
1. Назовите предельные (габаритные) размеры нареза-
тельных станков.
2. Какие механизмы имеют нарезательные станки?
3. Какая точность требуется для направляющих станины
и как- ее проверить?
4. Как устанавливают и выверяют ствол орудия на
станке? ।
5. Какие бывают копиры нарезательных станков и 'осо-
бенности их устройства?
6. Поясните устройство делительного . механизма и его
назначение.
7. Поясните кинематическую схему на резательного станка.
8. Поясните устройство нарезательных станков Бютаст,
Хюльзе, Нема, Гринвуд-Бэтли и Найльс.
III. ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ НАРЕЗАНИЯ КАНАЛОВ ОРУДИЙ
Режущий, контрольный, вспомогательный инструмент и
приспособления имеют весьма большое значение в техноло-
гии машиностроения, так как они обеспечивают увеличение
производительности оборудования и улучшение качества вы-
пускаемых изделий. Вследствие это]> на некоторых совре-
менных заводах количество станков инструментального цеха
составляет до 8—10% от общего числа универсальных стан-
ков завода. Инструментальный цех изготовляет режущий и
специальный мерительный инструмент, приспособления, а так-
75
же нормальный режущий и мерительный инструмент, если не
удается получить его со стороны.
'При нарезании канала орудия качество нарезов во мно-
гом зависит от инструмента и его работы.
•Стремление увеличить (выпуск изделий (выдвигает на 'пер-
вый план повышение производительности нарезания. Поэтому
старые методы работы, прочно' державшиеся до 1932—
1933 гг., оказались несовершенными. Применение нового ин-
струмента дало возможность значительно увеличить (произво-
дительность и повысить качество' продукции.
Все 'нарез а тельные головки в зависимости от Их устрой-
ства и .метода работы можно классифицировать !по следую-
щим признакам:
А. По количеству одновременно работающих резцов
По этому признаку нарезательные головки разделяются
на следующие .виды:
1. Двухреэцовые.
2. Четырехрезцовые.
3. Шести-, и восьмирезцовые. х
4. Многорезцовые, (причем (количество одновременно' ра-
ботающих резцов равно числу нарезов в канале ствола.
Б. По методу крепления, регулировки резцов и
направляющих рубашек
5. Головки с резцами, устанавливаемыми в отверстиях
корпуса головки и регулируемыми специальным клином с
Т-образными 'пазами. Подача резцов на стружку производит-
ся в ^радиальном направлении нарезаемого канала ствола
(фиг. 35, 39 и 40).
6. Головки с резцами, устанавливаемыми и закрепляемыми
в специальных (колодках. Установка и регулировка резцов
индивидуальные. Подача резцов на стружку осуйцествляется
вращением колодки в направлении продольной плоскости по
производящей ствола (фиг. 37, 38).
7. Головки, направляемые и центруемые в канале с по-
мощью бронзовых или чугунных направляющих рубашек или
специальных бронзовых полозков.
8. Головки, допускающие автоматическое утапливание
резцов перед холостым ходом и выдвигание их перед рабо-
чим ходом, а также такие же головки, но только с переме-
щением резцов вручную.
76
В. По методу работы
9. Головки, работающие До методу растяжения, характе-
ризующиеся тем, что |щри рабочем /ходе 'головка идет /за стеб-
лем, а при холостом — впереди стебля. Стебель при рабочем
ходе подвергается растяжению; стружка отводится <в спе-
циальные карманы /головки и убирается из них в конце рабо-
чего хода. Этот тип головок наиболее распространен /в про-
извод ст/ве.
10. Головки, /работающие Но методу сжатия; при рабочем
ходе головка идет/впереди 'стебля, а при холостом—позади.
Стебель /при рабочем ходе подвергается сжатию. В /головке
нет карманов для отвода стружки. Стружка вымывается ох-
лаждающей /жидкостью. Под действием давления жидкости
стружка гонится ПО' каналу впереди /головки. Этот тип поло-
вок /в производстве 'встречается редко и применяется для на-
резания каналов орудий диаметром 180 мм и больше. Голов-
ки такого типа применяются как многорезцовые.
Двухрезцовые нарезательные головки применяются для
нарезания каналов орудий калибром до 45 мм или имеют
специальное назначение (опытные работы, прорезание пря-
мых пазов в /цилиндрах).
Четырехрезцовые нарезательные головки применяют Для
нарезания каналов орудий калибром 45—120 мм. Для
нарезания каналов орудий калибром более 120 мм четырех-
резцовые головки оказываются недостаточно производитель-
ными.
Шести- и восьмирезцовые нарезательные головки приме-
няют для нарезания каналов орудий калибром свыше ПО мм',
эти головки наиболее распространены в производстве.
Многорезцовые нарезательные головки чаще всего имеют
10, 11, 12, 20 резцов или столько резцов, сколько нарезов
в канале ствола. Такие головки применяют для нарезания
орудий калибром 180, 203,2, 280 мм и больше.
При проектировании нарезательной головки возникают
трудности, при размещении резцов и сопрягаемых с
ними деталей /в /корпусе головки, Поэтому число резцов зави-
сит от калибра нарезаемого ствола.
Бронзовые или чугунные рубашки, направляющие и цен-
трующие головку /в канале, можно применять для головок
всех систем. Бронзовые же полозки применяют только для
головок орудий калибром свыше 120 мм. Можно применять
многорезцовые нарезательные головки для нарезания кана-
лов орудий, начиная с 7 О-мм калибра, но резцы при этом
должны располагаться в радиальном направлении по окруж-
П
ности (фиг. 35—39) и в два-три ряда по направлению каре-,
зов с некоторым интервалом между рядами.
Общие и технические требования, (Предъявляемые к наре-
зательным головкам, 'Следующие:
1. Простота конструкции 'всей головки 'в целом, а также
отдельных ее деталей.
2. Возможно меньшее число деталей для уменьшения
количества ошибок, возможных при изготовлении головки и
при ее работе.
3. Удобство и надежность крепления корпуса головки к
стеблю станка и (простота настройки головки.
4. Хорошее направление и центрование головки в канале
ствола.
5. Удобный подвод смазывающе-охлаждающей жидкости
и отвод стружки. (
6. Высокая производительность.
7. Правильные конструкция и геометрия резцов.
8. Достаточная прочность деталей толовки.
9. Взаимозаменяемость деталей нарезательной головки не
обязательна; можно допускать индивидуальную пригонку де-
талей, сопрягаемых между собой. Замена одной детали
(в случае поломки или износа) не должна вызывать Замены
-ряда деталей.
10. Точность изготовления отдельных деталей должна
быть повышенной, (чтобы можно 'было получать точные' на-
резы .-в канале ствола. . -
1. Двухрезцовая нарезательная головка
Двухрезцовая нарезательная головка |(фиг. 33 и 34) рабо-
тает по 'Методу растяжения. Корпус 3 является основой всей
головки. В нем имеется сквозное цилиндрическое осевое от-
верстие диаметром 23 мм, в котором' свободно перемещается
тяга 14 |(|штанга) вместе С клином 8. По сечению EF в кор-
пусе сделано прямоугольное сквозное окно, в котором поме-
щаются две колодки 6 с резца-ми 7. Продольное (перемеще-
ние тяги 14 с клином 8 заставляет передвигаться колодки (с
резцами в радиальном направлении; у опирающихся на клин
колодок опорные основания имеют Т-образное сечение. Дли-
на колодок 31 мм, 'ширина 23 мм; колодки пригоняют к от-
верстию -с посадкой ;Сз. Резцы 7 устанавливают в колодках
в С|пециальных пазах и закрепляют винтами.
Для хорошего направления -и центрирования головки в
канале ствола на корпусе головки имеются два конуса с ко-
78
нусностью 2^ > |На которые насажены бронзовые' рубашки
2 И' 10. I 1
Наименьший внутренний диаметр [бронзовой рубашки’ 2,
расположенной isa резцами, равен 53,2 мм, наибольший—
55,45 'мм, общая длина рубашки 56 мм. Рубашка разрезная
с 8 прорезами, длина каждого из них 50 мм, ширина 2 мм.
Четыре прореза сделаны с одного торца рубашки, а осталь-
ные — с другого.
Фиг. 34. Ручной привод нарезательной головки.
Наименьший внутренний диаметр (бронзовой рубашки 10
(впереди резцов) равен 50,8 мм, наибольший внутренний диа-
метр 56,2 мм, общая длина рубашки 113 мм, длина прорезов
105 мм, ширина 2 мм\ всего 8 прорезов (по четыре с обоих
торцов). I ।
При перемещении бронзовых рубашек по конусам корпуса
головки на 10 мм наружный их диаметр изменяется на 0,5 мм.
Это дает возможность устанавливать наружный диаметр ру-
башки точно по диаметру нарезаемого канала ствола, а при
повреждении и неравномерном износе рубашек перешлифо-
вывать их, снимая 0,1—0,2 мм на диаметр.
Благодаря тому что головка имеет две бронзовые на-
правляющие рубашки, причем расстояние (между крайними
точками их (больше 3 d, головка хорошо направляется и цент-
руется в Канале ствола.
Для регулировки служат гайки 1, 4 м 9, 11. Описанная
головка предназначена для нарезания каналов орудий кали-
бром 76,2 мм.
Позади резцов в соответствующих пазах -закреплены
гребенки 5, которые зачищают поверхность после нарезки,
снимая мелкие заусенцы и металлическую пыль. Колодки
гребенок 5 поджимаются пластинчатыми пружинами; вследст-
80
вне этого гребенки все время касаются поверхности нарезов.
В некоторых головках за металлическими гребенками по-
ставлены волосяные щетки.
Хвостовик корпуса головки соединен со стеблем стан-
ка 15 при помощи конуса и резьбы, что обеспечивает хоро-
шее и прочное (закрепление.
На поверхности стебля и на корпусе головки имеются две
Продольные канавки, в которых уложены и закреплены мед-
ные трубки 12, по которым поступает охлаждающая жид-
кость.
В корпусе головки перед режущей кромкой резцов про-
фрезерованы углубления (карманы), в которых собирается
стружка. Стружку удаляют при выходе нарезательной голов-
ки из ствола после каждого рабочего хода.
Стебель 15 закрепляют в каретке хвостовой частью (по-
верхность 16) при помощи гайки, навинчиваемой на резьбу 17
(фиг. 34).
Тяга 14 нарезательной головки имеет на конце ленточную
резьбу с шагом1 4 мм, на которую навинчена втулка 20; на
втулке на шпонке 21 закреплен маховик 22. Втулка 20 при-
креплена к стеблю кольцом 18 и винтами 19. При вращении
маховика тяга перемещается и заставляет резцы передви-
гаться.
К недостаткам этой головки нужно отнести низкую про-
изводительность, так как имеется только два резца, и ручную
регулировку резцов. Так как гребенки1 5 часто ^вызывают
царапины на нарезах, то в последнее время гребенок не ста-
вят, (заменяя их щетками.
Описанные двухрезцовые головки в настоящее время при-
меняют очень редко и то только для нарезания каналов
орудий калибром’ до 76,2 мм.
2. Четырехрезцовая головка
Корпус головки 5 ((фиг. 35 и 36) представляет собой полое
тело со сквозным цилиндрическим отверстием, изготовлен-
ное из стали УЭ-6.
На наружную конусную поверхность корпуса надета
бронзовая рубашка 19. Уклон конуса 1°26’, наибольший
внутренний диаметр бронзовой рубашки 69,2+0,01 мм, тол-
щина стенки рубашки в этом сечении 3,5 мм, длина рубашки
156 мм; рубашка имеет 4 прореза длиной 145 мм.
Для изменения наружного диаметра рубашки соответст-
венно диаметру канала ствола рубашку передвигают по ко-
нусной поверхности корпуса гайками <3 и 9 и контргайка-
6 Нарезание ору^Зных стволов
81
00
ьэ
/
По AS По CD
Фиг. 35. Четырехрезцовая нарезательная головка.
ми 18. (При нарезании каналов орудий калибром 76>2 или
107 мм вазор .между рубашкой и п ове рхн остью канала дол-
жен быть не более 0,10 мм на диаметр.
Так как рубашка может перемещаться на 20 мм, то ее
наружный диаметр увеличивается на 1 мм. Благодаря этому
изношенжю^или поврежденную рубашку можно перешлифо-
вывать. Хотя конструкция рубашки и ее регулировка просты
и удобны, но длина рубашки недостаточна, поэтому при на-
резании стволов даже 76,2-лш калибра головка направляет'ся
и центруется недостаточно' хорошо.
Фиг. 36. Детали четырехрезцовой нарезательной головки.
а — клин; б — кольцо с делениями.
В средней части корпуса головки 5 сделаны четыре ци-
линдрических отверстия для резцов 10. Применяемый резец
изображен на фиг. 45. Отверстие для (резца обрабатывают с
точностью Аз, а наружную поверхность резца — с точностью
С; таким образом сопряжение по диаметру г будет соответ-
А о
ствовать посадке .
За резцами посажена и закреплена гайкой кольцевая
волосяная щетка, состоящая из плотной щетинной набивки,
которая удаляет мелкие стружки и заусенцы при нарезании
канал а.~"П осле каждого двойного кода щетку необходимо
очищать.
6* 83
Внутри (корпуса головки расположены детали, обеспечи-
вающие регулировку резцов и не допускающие 'вращения го-
ловки вокруг стебля станка.
При 'выходе головки' из канала перед началом холостого
хода рабочий вручную Сдвигает корпус вправо, шока корпус
головки не упрется в гайку. При этом резцы вдвигаются
внутрь корпуса головки, чем уменьшается их износ при хо>-
лостом ходе. Резцы при холостом ходе не попадают в свои
канавки, так (как стебель имеет некоторый люфт и головка
всегда оказывается несколько повернутой. Поэтому, если
резцы не будут утоплены, они будут сильно тереться о боко-
вые грани, отчего увеличится износ резцов и боковые грани
нарезов будут повреждены'.
Перед началом рабочего хода корпус головки сдвигают
влево, отчего резцы (выступают наружу на поверхность на-
резательной головки, в исходное положение.
При перемещении корпуса относительно оправки 6
(фиг. 35) в продольном направлении захватываемые кор1пу-
со1м резцы скользят по наклонным пазам клина 7, вдвигаются
внутрь или выдвигаются; клин 7 в Это время не переме1цает-
ся по отношению к оправке 6. Подача резцов на толщину
стружки При каждом двойном' ходе производится Вручную
перед началом холостого хода. Механизм, подающий резцы,
устроен следующим образом. Втулка 2 ‘ надета на конец
оправки, закреплена гайкой 1 и зашплинтована.. Вместе с
тем втулка 2 навинчена на хвостовую часть клина 7. Коль-
цо 4 насажено' на втулку со скользящей посадкой и закреп-
лено стопорным винтом 3.
,На скосе кольца 4 нанесено 100 равных делений (фиг. 36).
Так как длина окружности кольца 150 мм, ТО' одно деление
равно 1,5 мм, (что обеспечивает ясность наблюдения. При по-
вороте кольца 4 вращается и втулка 2, навинчиваясь или
свинчиваясь с резьбы на клине 7. Но втулка не может пере-
мещаться в продольном направлении относительно оправки
(тяги) 6, поэтому смещаться будет клин 7, заставляя резцы
передвигаться радиально.
В клине 7 (фиг. 36) сделано сквозное отверстие диамет-
ром 16А. Чтобы обеспечить правильное направление клина
ПО' оправке, это отверстие по концам обработано по 2-му
классу (участки 20 В? и 40В?); средняя часть отверстия рас-
точена до 17,5А?, !что облегчает .перемещение клина по
оправке. 1
Если 1между наружной поверхностью клина и внутренней
поверхностью корпуса головки будет большой зазор, то клин
может оказаться отжатым в одну сторону и толщина снима-
84
емой стружки будет неравномерной. В результате этого глу-
бина Нарезки 'будет неравномерной и 'резец будет дрожать.
Поэтому наружную поверхность клина, которой юн Касает-
ся корпуса головки, обрабатывают по 2-му классу сколызя-
А
щей посадки. Тогда сопрягаемый размер соответствует 40
При обработке Т-образных наклонных пазов клина необ-
ходимо, чтобы резцы равномерно 1пер.едвигались, не провора-
чиваясь в отверстиях корпуса головки, плавно и легко сколь-
зили. Кроме того, рабочие поверхности пазов должны быть
достаточно устойчивы. При рабочем или холостом ходе клин
7 или втулки 2 'не должны Смещаться. Для этого уклон па-
зов клина делают равным 9° 3(У + 5'.
Высота паза для заплечиков резца равна 3 4- 0,01 мм.
Допуск 4-0,01 мм обеспечивает равномерное перемещение
резцов и устраняет затягивание резца в металл.
Ширина паза клина равна 6,5 4- 0,013 мм. Благодаря не-
большому допуску резец не может поворачиваться в отвер-
стиях корпуса Головки. Для того чтобы получить надлежа-
щую точность, уменьшить износ и достигнуть плавного пере-
мещения деталей относительно клина, обработка всех рабо-
чих поверхностей клина должна соответствовать VV V* Клин
закаливают и отпускают, а затем окончательно доводят до
требуемых размеров.
Величину подачи резцов на толщину снимаемой стружки
устанавливают следующим образом. При повороте кольца 4
(фиг. 35) и втулки 2 на один оборот клин 7 передвигается на
расстояние, равное шагу резьбы. Радиальное перемещение
резцов будет равно Шагу резьбы, умноженному на тангенс
угла наклона пазов клина, т. е.
\ X — ns tga,
где -Y — подача каждого резца на толщину снимаемой
стружки в мм,
n — величина поворота кольца 4 и втулки 2,
s —шаг резьбы клина 7 и втулки 2 в мм,
а — угол наклона пазов клина в градусах.
Подставляя значения для данного случая, получим сле-
дующие результаты.
I случай. При повороте кольца 4 на один оборот
«=1: tg а = tg9°30' = 0,16734.
Тогда
X=nstga — 1-3-0,16734 = 0,502 мм.
85
II случай. При повороте кольца 4 на одно деление по
шкале, т. е. на получим:
X = nsig а=-3-0,16734 = 0,00502 мм.
Округляя полученный результат до третьего знака, нахо-
дим', что щена одного деления кольца соответствует подаче
резцов на величину X = 0,005 мм, а подача резцов на диа-
метр составит 2Х = 0,01 мм.
Детали нарезательной головки в сопрягаемых местах а,
б, в, г, к (фиг. 35) должны быть хорошо центрованы и
плавно перемещаться. Для этого детали изготовляют повы-
шенной точности -и применяют соответствующие посадки.
Если зазор между поверхностью резцов и отверстиями
в корпусе головки будет велик, то это вызовет боковые и
продольные колебания резцов, отчего резцы будут дрожать,
изнашиваться, а нарезы получатся дроблеными.
Чтобы корпус нарезательной’“головки не мог поворачи-
ваться относительно стебл^, его насаживают на шпонке.
Шпонка 16 закреплена на оправке (тяге) 6 винтами 17. По-
этому корпус головки может перемещаться на оправке толь-
ко продольно. Если во время работы шпонка. сомнется, то
корпус головки несколько повернется, отчего боковые грани
нарезов будут подрезаны. ‘Это является недостатком данного
способа крепления головки.
Охлаждение поступает через отверстие 15. В стебле про-
фрезерован паз, в который вложена медная трубка, конец
которой вводится в отверстие 15; затем жидкость проходит
по внутреннему каналу оправки 6 и поступает к резцам, как
это показано на фиг. 35 стрелками. Отверстие оправки 6 об-
рабатывают по 7-му классу; для данной головки это соот-
ветствует е=10А7.
Во время рабочего хода стружка собирается в специаль-
ных ^карманах 11, выфрезерованных в корпусе головки;
б бронзовой рубашке сделаны соответствующие окна.
Объем карманов для стружки, как показывает опыт, дол-
жен быть не меньше пятикратного объема снимаемой струж-
ки. Отвод стружки от резца должен быть всегда хорошим;
нельзя допускать скопления стружки возле режущей кромки
резца, иначе поверхности нарезов получаются негладкими, и
выкрашивается режущая кромка резца. Все скосы карманов
и острые грани необходимо закруглять, чтобы стружка легко
сбегала. Для данной головки размер кармана следующий:
длина 140 мм, ширина 25 мм, глубина 10 мм.
86
Конструкция головки не позволяет автоматически пере-
мещать резцы. Однако этого легко достигнуть, поставив1 по-
лый стебель, в отверстие которого должна входить тяга, за-
крепляемая в каретке станка. Тяга должна быть скреплена с
оправкой 6, а корпус головки — со стеблем. Такой изменен-
ной головкой можно с успехом нарезать любые стволы.
3. Четырехрезцовая головка с качающейся резцовой колодкой
Нарезательные головки с качающейся резцовой колодкой
(фиг. 37, 38) (четырех- или шестирезцовые) применяют для
нарезания каналов орудий калибром свыше 76,2 мм. Увели-
чить число резцов свыше шести невозможно, так как тогда
из-за отверстий для осей 11 и окон для резцовых колодок
корпус головки становится недостаточно прочным. Поэтому
шестирезцовой головкой можно пользоваться для нарезания
каналов не меньше 122 мм.
Головки направляются по каналу ствола бронзовой ру-
башкой 3, надетой на цилиндрическую поверхность корпуса
головки. Длина рубашки 420 мм, что составляет около 3d;
общая длина головки 560 мм. Бронзовая рубашка закреп-
ляется неподвижно гайками 2 и 5 и наружный диаметр ее
нельзя изменять. В этом заключается недостаток данной го-
ловки; частично* этот ’недостаток компенсируется значитель-
ной длиной рубашки.
Хвостовая часть корпуса головки скрепляется со стеблем
посредством конуса г, цилиндрического участка, шпонок д
и гайки 6. Такое крепление надежно, вполне обеспечивает
направление головки относительно стебля и предупреждает
случайный провор от. '
Внутри корпуса 1 помещен стержень 4 с двумя конусами,
разделенными цилиндрическим участком. Концы стержня 4
также цилиндрические и точно пригнаны по отверстию в
корпусе. Обычно здесь применяют посадку движения 2-го
класса; тогда при номинальном размере е получается сопря-
А
жение е .
u I
Цилиндрические участки обеспечивают направление стер-
жня 4 в корпусе головки, а конусы дают возможность рез-
цовым колодкам смещаться (качаться). Стержень 4 ввинчен
в тягу 14 и скреплен с ней винтами на участке а. Тяга про-
пущена через канал стебля, причем выступающий конец ее к
закрепляется гайками 15 и 16 в стойке каретки. На патру-
бок ж надевают шланг для подвода охлаждения, которое
проходит по каналу внутри тяги, а затем через отверстия б
87
on
00
попадает во внутреннюю полость и, наконец, попадает к ре-
жущим кромкам, как указано стрелками.
Резцы закреплены в специальных резцовых колодках 7,
которые могут свободно качаться на осях 11. Крепление рез-
цов в колодках надежное и прочное. Резцы можно регули-
ровать таждый отдельно клиньями 13 и винтами 9 иоконча1-
тельно закреплять винтами 10. Резцовая колодка опирается
на конические поверхности стержня в точках т, п. При дви-
жении каретки влево ((холостой ход) внутренняя тяга 14 вме-
сте со стержнем 4 предварительно переместятся влево отно-
сительно .стебля и корпуса головки на определенное рассто-
Фиг. 38. Перемещение колодки с резцом.
яние, (причем это произойдет до того, как каретка начнет
двигаться по направляющим станка. Тогда точка п колодки
резца поднимется, а точка тп опустится; благодаря этому
резец будет утоплен. Перед началом рабочего хода тяга
сместится вправо, вследствие чего резец займет рабочее
положение. Этим путем достигают автоматической регулиров-
ки .резцов.
Установку резцов на толщину снимаемой стружки произ-
водят вручную перед рабочим ходом. Вращая маховик, наса-
женный на тягу 14, заставляют дополнительно перемещаться
тягу и стержень 4, отчего резцовые колодки дополнительно
смещаются и выдвигают резцы.
При установке резцов для снимания стружки требуемой
толщины режущая кромка резца совершает движение по
окружности радиусом г (фиг. 38), а не в радиальном направ-
лении, вследствие чего искажается профиль нарезов.
89?
Резец 7? закреплен в колодке, которая двумя точками
т, п касается' конуса, а третьей шарнирно закреплена на оси.
Если предположить, что размеры всех деталей головки соот-
ветствуют номинальным (идеальный случай), причем детали
будут перемещаться легко, без зазоров, то и тогда резцы;
будут дрожать и подрезать боковые грани полей нарезов,,
как подтверждает следующий расчет.
В начале нарезания (первый проход) линия, проходящая
через центр оси вращения колодки и режущую кромку рез-
ца, в точке а составит угол Р с направлением оси канала
ствола.- В конце нарезания (при глубине нареза t режущая
кромка резца будет находиться в точке с и линия, проходя-
щая через центр вращения колодки и режущую кромку резца,
составит с направлением оси ствола угол у. Резец будет
перемещаться по окружности радиусом г.
Вследствие перемещения резца по окружности нормаль-
ные условия его работы будут нарушены: угол резания и
задний угол будут уменьшаться.
Проекция режущей кромки резца на профиль нареза в
начале нарезания буДет PY, а в конце—PiYi. Режущая кром-
ка резца сместится на величину х относительно направления
нареза.
Боковые грани нарезов получат наклон под углам , от-
чего профиль нарезов будет искажен.
Величину угла искажения боковых граней нарезов можно
определить следующим образом:
X и РРг sin а;
tgS—F
ИЛИ
8 = arc tg-y-. (25)
Подставляя значение х, имеем:
s , РРу sin а
8= arc tg —у---,
где а — угол крутизны нарезов в градусах,
t — глубина нарезов по чертежу в мм,
PPi — проекция дуги (путь резца ас) на развертку, рав-
ная
РРг ==r-cos £—rcos ? = r(cos р—cos у).
Тогда окончательно получаем:
S=arctg—°^у5тН"1'1 . (26)
SO
Зная размеры деталей нарезательной головки, легко
определить углы р и у. Подставляя численные значения,
получим угол 5 в градусах.
Для 203,2-мм ствола при t=2 мм, а = 8°59' и опреде-
ленных размерах нарезательной головки угол бокового сме-
щения граней нарезов равен 8 === 440', а линейная величина
смещенйя х % 0,14 мм. С увеличением диаметра канала
ствола эти дефекты увеличиваются и ясно выражены уже
для 2ОЗ,2-л/л/ ствола.
Помимо описанного дефекта рассматриваемая головка
имеет еще другой недостаток.
Под действием тягового усилия тяга 14 и стержень 4
перемещаются вправо по стрелке S. Точка т колодки, пере-
мещаясь по конусу стержня, 'будет совершать движение
вверх по окружности радиусом г, а топка п бур&г совершать
движение по той же окружности вниз.
Углы поворота точек т, п и их пути перемещения по
окружности радиусом г будут всегда равны между собой.
Если же эти точки расположены не на одной прямой, про-
ходящей через цендр окружности (что соответствует данному
случаю), то проекции дуг (пройденного пути) на вертикаль-
ную плоскость не будут равны. Проекция пути точки т будет
больше проекции' пути точки п при перемещении тяги вправо
от исходного положения, что видно на фиг. 38.
Таким образам, если проекции на вертикальную плоскость
неравны, то путь точек т, п в вертикальном направлении бу-
дет разной величины. Между конусам и точкой п образуется
зазор к. Если детали будут изготовлены по верхним преде-
лам 2-го класса с посадками , то при устранений всех
зазоров увеличение зазора к достигнет 0,17 мм.
Проекции дуг (пути) точек т, п на вертикальную пло-
скость при повороте резцовой колодки на угол ср' можно
определить ив следующих зависимостей:
Lm=r cos — г cos (ср 4- /) == Г [cos ф — cos (<р -|- ср')];
Ln = r COS (Ф •— <р') — Г COS ср = Г [cos (<Р — ср') — cos ср],
или окончательно получим:
=х г [cos — cos (ср + ср')]; (27)
Лг = Г1с°8(? — ?') — COS Ср], (27а)
где Lm и — проекции на вертикальную плоскость отрез-
ков дуг, пройденных точками т, п при по-
вороте резцовой колодки на угол <р',
91
г—радиус окружности точек т, п относительна
центра вращения резцовой колодки, I
<р — угол, составленный линиями, проходящими
через точки центра вращения до поворота
резцовой колодки, ]
ф7— угол поворота резцовой колодки при дви^
жении конусов вправо по стрелке S. 1
На основании' этого можно написать следующее неравен-!
ство:
г [coscp — cos (<р ?')] > r [cos (<р — <р') — cos ?],
или
^я-
Это показывает, что в точке п Даже при наиболее точное
изготовлении деталей получится зазор, который создаст!
неблагоприятные условия работы. Колодки и резцы будут,!
дрожать, поверхность нарезов получится дробленой, возмож-
ны отдельные выхваты металлизнос резца увеличится.
Для устранения этих дефектов служит винт 12, который
через 4—5 проходов нужно поджимать, увеличивая ширину,'
реза г (фиг. 38) и уменьшая этим зазор к. Однако пол-
ностью винт 12 ((компенсатор) не устраняет дефекта.
Все это показывает, что головка данной конструкции
имеет существенные недостатки и в производстве ее (можно
'применять лишь с известными ограничениями.
4. Восьмирезцовая головка
На фиг. 39 представлена (восьмирезцовая нарезательная
головка. На многих заводах эту головку применяют как
йгестирезцовую для меньших диаметров и как восьмирезцо-
вую для диаметров от 152,4 мм.
Основной деталью головки является стальной корпус 5,
который служит основанием для остальных деталей.
Со стеблем 11 корпус головки соединён при помощи про-
м(ежуточной втулки 10.
Направление и центрование втулки 10 по корпусу 5 и
всей Головки По стеблю достигается двумя гладкими цилинд-
рическими поверхностями, а крепление осуществляется двух-
заходной прямоугольной резьбой. Гладкие поверхности точ-
но обработаны и расположены с обеих сторон резьбы, что
обеспечивает хорошее центрование.
Величина среднего зазора по гладким центрующим по-
верхностям не должна превышать 0,06 мм, а наибольший
92
со
Фиг. 39. Восьмирезцовая нарезательная головка.
зазор должен быть не более 0,13 мм на диаметр. Стопорная
винт 13 предупреждает проворачивание втулки. |
Головка в канале ствола направляется бронзовыми полоз?
ками 6, количество которых соответствует числу резцов гр|
ловки. В корпусе головки на наружной поверхности имеете^
восемь пазов, в которых помещаются бронзовые направляю^
щие полозки. 1
Чтобы не ослабить корпуса головки в том сечении, где
расположены отверстия для (резцов, пазы делают конусными;
Боковые грани полозков на длине, необходимой для регулит
ровки резцов, также срезаются наклонно. I
Когда полозки точно пригнаны к пазам корпуса, их уста-
навливают в (крайнее левое положение и обтачивают снару-
жи до требуемого размера.
Полозки устанавливают по действительному диаметру ка-
нала ствола гайкой 9 и окончательно закрепляют винтами 7.
Применение бронзовых полозков вместо бронзовых руба-
шек представляет следующие преимущества: увеличивается
длина направляющих поверхностей, точнее центруется го-
ловка в Канале, увеличивается интервал для регулировки по
диаметру, используется полосовая бронза, удобнее (разме-
щаются всё детали. В нарезательных головках диаметром
меньше 100 мм применять полозки невозможно, так как на-
ружные размеры головки недостаточны, чтобы разместить
полозки на (поверхности.
Отверстия для резцов в корпусе головки сверлят и раз-
вертывают с помощью специального кондуктора. Угол между
двумя смежными отверстиями для резцов должен составлять
45° +5' (для восьмирезцовой Головки). Допуск +5' берут
исходя из допуска на ширину нареза. Для ствола калибром
152,4 мм длина окружности составляет
£ = 152,4 = 478,536 мм.
Длина дуги в один градус будет 1,3277 мм, а длина дуги
в 5' равна 0,11064 мм, что не превышает половины допуска
на ширину нареза.
Допуски для углового размера кондуктора необходимо
брать в два раза меньше допусков на изготовление нареза-
тельной головки, т. е. 45° + 3'. Достигнуть этого в кондукто-
ре значительно проще, так как длина окружности кондуктора
в несколько раз больше. Чтобы увеличить срок службы кор-
пуса головки и точнее пригнать отверстия для резцов и от-
верстия корпуса головки, поставлены сменные втулки 13. Эти
втулки можно ставить только в тех случаях, когда размеры
94
корпуса головки допускают это, так как постановка втулок
уменьшает живое сечение корпуса.
Внутренняя тяга 12 имеет два цилиндрических бурта, ко-
торые Обеспечивают направление тяти в корпусе и улучшают
центрование клина 8; наружные поверхности буртов обра-
батывают с повышенной точностью.
Охлаждение подается по кольцевому зазору между стеб-
лем 11 и внутренней тягой 12 (направление движения жидко-
сти показано стрелками). Утапливание резцов перед холо-
стым ходом и выдвигание перец рабочим происходят авто-
матически. Подача резцов на толщину стружки производится
вручную путем1 вращения кольца 3 и втулки 4.
Во всех нарезательных головках с 'клином и Т-образными
пазами для опоры и регулировки резцов количество резцов
зависит от возможности размещения Т-образных пазов на
поверхности, клина и от размера корпуса нарезательной го-
ловки.
Увеличение числа резцов ослабляет прочность клина 8 и
корпуса головки 5; это необходимо учитывать при проекти-
ровании. Практика и расчеты показывают, что такие нареза-
тельные головки целесообразно применять в следующих слу-
чаях:
для калибра до 100 мм — четырехреэцовые с направляю-
щими рубашками;
для калибров от 100 до 150 мм — шести резцовые с нап-
равляющими рубашками или полозками;
ч для калибров свыше 150 мм — восьмиреэцовые с направ-
ляющими полозками.
5. Головка типа Уайт
Нарезательная головка типа Уайт (фиг. 40) резко отли-
чается от прочих головок тем, что при рабочем ходе стебель
ее работает не на растяжение, а на сжатие. Рабочий ход
станка будет при движении' каретки влево, а холостой —при
движении каретки вправо.
Нарезание каналов головкой Уайт по- методу сжатия при-
меняют только для орудий калибром больше 180 мм, когда
стебель получается достаточно жестким, чтобы сопротивлять-
ся продольному изгибу.
Корпус 12 нарезательной головки представляет деталь
сложной конфигурации, изготовленную из стали марки О ХМ.
После предварительной механической обработки корпус за-
каливают и .отпускают до твердости Rc = 35—40. Муфту 4
изготовляют из углеродистой стали повышенной твердости
95
Фиг. 40. Головка типа Уайт.
(сталь 7) и после (предварительной механической обработки
закаливают и отпускают до твердости с переднего торца
Rc ~ 40—45 и с заднего j?c~ 30—35,
Материал муфты, где расположены окна (пазы) для рез-
цов, должен обладать повышенной твердостью для уменьше-
ния износа. Наружные поверхности корпуса 12, хвостовика
для соединения со стеблем, уступа г, соприкасающегося с
муфтой 4 и шейки 17 для установки клина 6 окончательно об-
рабатывают и шлифуют с одной установки, чтобы достигнуть
одинаковой точности и концентричности поверхностей. До-
пуски по этим размерам соответствуют 3-му классу точности
скользящей посадки, а 'чистота поверхности VW-
Муфту 4 насаживают на корпус 12 с натягом 0,0'2—0,04 мм
на диаметр и закрепляют конусной шпилькой 16, препятству-
ющей проворачиванию муфты.
Отверстия (окна Р) муфты для резцов и пазы для направ-
ляющих бронзовых полозков 10 окончательно доводят после
сборки корпуса головки 12 с муфтой 4.
Уклон конуса пазов для направляющих бронзовых полов-
ков должен быть таким, чтобы наружный диаметр по про-
тивоположным полозкам изменялся на 2 мм при перемеще-
нии полозков на 40 мм. При этом условии уклон конуса со-
ставляет 0,025—0,03, а конусность 0,05—0,06.
> Пазы делают прямоугольными.
Количество направляющих бронзовых полозков не зави-
сит от количества резцов, так как направляющие бронзовые
полозки расположены за резцами. При такой конструкции
нарезательной головки нарезание начинают с дульной части
и головка в Конце рабочего хода выходит в каморкой части
ствола.
Так как полозки расположены за резцами, то снимание
стружки начинаемся до того, как головка (будет направлена
по каналу полозками. Поэтому поверхность нарезов на дли-
не (1,2—l,6)d от дульного среза получается нечистой, дро-
бленой и неточной, так как в это Время головка сильно дро-
жит. Учитывая невозможность устранить это явление, в про-
изводстве дают припуск на длину ствола с дульной части
величиной от 1,2б/ до 1,6г/. Этот прИпуск отрезают после
окончательного нарезания канала ствола. (Конструкция го-
ловки допускает закреплять впереди резцов на поверхности
нарезательной головки (бронзовое кольцо шириной 25—30 мм
которое будет .служить направляющей для головки по кана-
лу до включения в работу направляющих бронзовых полоз
ков. Однако бронзовое кольцо не устраняет полностью дро-
жания головки, а только1 уменьшает его, так как ширина
7 97
1 Нарезание орудийных стволов
кольца 'небольшая и не может обеспечить полностью направ-
ление головки. Это основной недостаток, данной головки..
Головки диаметром 150—200 мм целесообразно снабжать
шестью полозками, а головки диаметром более 250 мм —
восемью; полозки следует делать шириной 30—40 мм с наи-
меньшей толщиной 7 мм.
Наружная (поверхность всех ‘бронзовых полозков, должна
равняться одной трети поверхности цилиндра, равного по
длине полозкам.
Клин 6 служит для регулировки резцов; fero изготовляют
из стали средней твердости с повышенной износоустойчи-
востью — марки О ХМ или ОХНЗМ. Клин закаливают и от-
пускают, а затем окончательно' обрабатывают. Твердость 'По-
верхности клина долркна (быть 7?С = ЗО—35. Отверстия для
шейки 17, корпус головки 12 и Т-образные пазы для резцов
обрабатывают ПО' 2-му классу точности. Уклон клина (делают
от 0,04 до 0,06 в зависимости от величины подачи резцов на
глубину нареза при перемещении клина по корпусу Головки
на определенное расстояние. Хвостовик корпуса головки де-
лают конусным. Для ’правильного' центрования по стеблю
конусность делают равной 0,1.
Хвостовик имеет шпоночную канавку и кольцевой уступ
с прорезами. При помощи шпонки 15 и гайки 13 корпус го-
ловки скрепляется неподвижно, -со стеблем 14.
Перед каждым рабочим проходом клин 6 перемещают на
величину подачи вручную при помощи отдельного механизма,
устройство которого состоит в следующем.
Винт 7 ввинчивается в резьбовое отверстие клина 6 до
упора и закрепляется неподвижно. Одновременно винт 7 про-
ходит через гладкое отверстие в корпусе 12. На противо-
положной стороне винт имеет резьбу М14Х2, на которую на-
винчена гайка 8 с шестью прорезами (шлицами) на наружной
поверхности. Поверхность заднего конца винта гладкая,
с кольцевой выточкой, на которую насажен указатель 9, за-
крепленный стопорным винтом. На корпусе головки укрепле-
на нониусная линейка л, которую можно, регулировать отно-
сительно' указателя. ’Вращая гайку 8 по часовой стрелке,
перемещают винт 7 по оси вправо. Тогда резцы утапливаются
в корпусе муфты 4 и диаметр окружности по- режущим кром-
кам уменьшается.
При вращении гайки 8 против часовой стрелки между
гайкой и корпусом головки образуется зазор. Передвигая
весь механизм влево, вместе с клином 6 пока гайка не упрет-
ся в корпус оголовки, уничтожают образовавшийся зазор.
Тогда резцы оказываются выдвинутыми из корпуса головки
98
и диаметр окружности по режущим кромкам увеличивается.
Гайку 8, указатель 9, винт 7 и клин 6 перемещают влевэ
вручную 'специальным ломиком, упирая ломик в гребенчатые
прорези корпуса.
-Поворот гайки 8 на один шлиц <(Vc окружности) 'соответ-
ствует перемещению клипа на длину 0,333 мм, или подаче
резца на 0,025 мм на диаметр.
Во избежание случайного поворота гайки 8 ее стопорят
по шлицам специальной пластинчатой Пружиной.
При переходе с рабочего на холостой ход, когда нареза-
тельная головка находится в камерной части канала ствола,
резцы автоматически выключаются. В конце рабочего хода,
•когда резцы нарезательной головки вышли ив нарезов и на-
ходятся против гладкой части нарезного' ската, стержень 1
нарезательной головки наталкивается на упор 3, установлен-
ный в специальной стойке на станине станка со стороны ка-
зенной части ствола (см. фиг. 27). Стебель с нарезательной
головкой еще продолжает движение на небольшом участке,
Фиг. 41. Многорезцовая головка.
а клин 6 вместе с планкой 18, стержнем 1 и механизмом
подачи будут остановлены упором 3. Вследствие этого резцы
войдут в корпус муфты 4; в этот -момент движение стебля
прекратится; станок будет переключен на обратный (холо-
стой) ход вправо. Перед рабочим ходом резцы устанавлива-
ют в исходное положение и выдвигают их на величину пода-
чи вручную.
у *
S9
Колпак 2 ((на фит. 40 'показан, пунктиром), пр ед охраняю-
щий головку от загрязнений и механических повреждений
при хранении и транспортировке, перед нарезанием ствола
снимают.
На »фиг. 41 (приведена 'фотография многорезцовой голов-
ки, предназначенной для нарезания одновременно всех наре-
зов канала ствола. По устройству эта головка мало отли-
чается от 11-резцовой головки, но некоторые конструктивные
изменения в ней улучшают нарезание канала.
6. Двухрезцовая головка завода в Нотингеме
Нарезательная головка нотингемского завода (фиг. 42)
имеет только' два резца А, расположенные рядом по окруж-
ности, четыре натравляющих В и механизм подачи С для
Фиг. 42. Двухрезцовая головка завода в Нотингеме.
выдвигания резцов на величину подачи. Нарезают каналы по
способу протягивания: с -одной установки резцов по диамет-
ру прорезают все нарезы, поворачивая ствол через каждый
двойной ход станка. Закончив снимание стружки со всех
нарезов при одной установке резцов, их подают для снима-
ния следующей стружки, после чего* углубляют все нарезы х.
Величина подачи составляет при предварительных проходах
до 0,075 мм (0,003 дм), а при последних (окончательных) про-
ходах — 0,025—0,03 мм.
СкЮрость подачи стебля при рабочем ходе 2,25—2,5 м/мин,
а при обратном (холостом)—3,1 м/мин.
Для удаления стружки из канала при обратном ходе слу-
жит щетка. При нарезании применяют смазку, представляю-
щую собою смесь Sperm Arctis (жира кашалота) и парафи-
1 Получается своеобразное нарезание канала, напоминающее нареза-
ние по способу обкатки.
100
на в пропорции 2:1. Смазку подводят к резцам по каналу
стебля. 'После нарезания капал хонингуют, чтобы удалить
заусенцы.
7. Общие выводы о нарезательных головках
1. Нарезательные головки описанных выше конструкций
чаще всего применяют в производстве. Описание всех суще-
ствующих конструкций нарезательных головок привело бы к
повторениям. Некоторые способы крепления и регулировки
резцов, отличающиеся от описанных, будут рассмотрены в
дальнейшем при описании конструкции резцов.
2. По простоте конструкции имеет преимущество четырех-
резцовая головка с качающейся резцовой колодкой. Нареза-
гельные головки, имеющие установочный клин с Т-образными
пазами Для резцов, изготовлять наиболее трудно.
3. Детали четырех-, шести- и восьмирезцовых нарезатель-
ных головок имеют 20—35 разных наименований и количе-
ство ’их в 'среднем составляет 35—50. Головки для нареза-
ния каналов орудий калибром 76,2—152,4 мм должны иметь
не более 28—30 наименований.
4. Для обеспечения хорошего направления и центрирова-
ния головок по каналу ствола необходимо, чтобы длина
бронзовых направляющих (бронзовых рубашек или полоз-
ков) была не менее (2,5—3)б/. Рубашки целесообразно делать
из бронзы, но можно также изготовлять их из серого чугу-
на. Направляющие .полозки следует делать только из. бронзы.
5. Крапление головки со стеблем можно осуществлять
двумя способами: 1) посредством конусного' хвостовика кор-
пуса головки, Шпонки и гайки, навинчиваемой на стебель и
корпус; 2) снабжать хвостовик дВумя цилиндрическими глад-
кими участками для направления и прямоугольной двух- или
трехз ах одной резьбой. " 4
Конус обеспечивает хорошее направление головки по
стеблю, а также удобство и быстроту ее установки, тогда
как навинчивание гайки на стебель и на корпус головки (гай-
ка 13, ем. фиг. 35) занимает много времени. Шпонка может
сминаться и изнашиваться, отчего головка сместится относи-
тельно стебля. Резьба гайки, а также поверхность конуса и
шпонки должны быть чистыми и не иметь забоин, иначе
трудно собирать и центровать головку. При втором способе
крепления соединение головки со стеблем оказывается более
прочным и удобным, а центрование головки по стеблю обес-
печивают два гладких участка.
161
6. Детали нарезательных головок изготовляют из следую-
щих материалов: а) корпус — из стали средней твердости, но
достаточно вязкой; б) установочный клин с Т-образными
пазами или стержень с конусами — из стали Средней Твер-
дости, причем для повышения износоустойчивости их терми-
чески обрабатывают; в) резцы — из высококачественной'ин-
струментальной стали У10, ХВГ, РФ-1 и РФ; после закалки
-Й' 'бтй^йй'' '^ТвефДОЖ*^ составлять
Rc ~ 61—65; т) резцовые колодки—из стали средней твер-
дости; д) муфты, кольца, втулки—чиз Стали средней твердо-
сти |(Ст. 50, Ст. 60).
8. Выбор геометрии резцов
Нарезание каналов орудий имеет много Общего с протя-
гиванием шлицев! в отверстиях, в особенности винтовых
шлицев, когда угол наклона спирали шлицев к оси отверстия
доходит до 20°. Нарезание каналов является чистовой опе-
рацией, причем отделение стружки представляет Сложный
•процесс и отличается от обычных чистовых операций обтачи-
вания и растачивания следующим: ;
1. Продолжительность .работы резца без переточки (без
заправки оселком вручную) в среднем составляет 5—6 час.
и часто равна 12—15 час. и более.
2. Толщина снимаемой стружки 0,04—0,1 мм при посто-
янной ширине нареза.
3. Скорость резания колеблется от 14,5 до 7 м/мин.
4. При нарезании одного и того же канала ствола сме-
нять резцы не допускается; к замене резцов можно прибе-
гать только в крайних случаях, хотя за границей она допу-
скается давно, причем это не 'вызывает никаких дефектов
или. брака.
5. Чистота поверхности нарезов 'должна соответствовать
не менее чем двум треугольникам (VV)» но желательно,
чтобы обработка приближалась к трем треугольникам(\7 W)-
6. Поломка резца или выкрашивание его режущей кром-
ки не допускается, так как из-за этого получается неиспра-
вимый брак нарезаемого ствола орудия.
Эти основные особенности необходимо учитывать при
проектировании резцов для нарезания каналов орудий.
-Отделяемая при нарезании стружка имеет вид тонкой
шелковистой гофрированной ленты, .причем усадка! в среднем
составляет 4,5—1,7. Такая стружка легко отводится в спе-
102
циальные карманы нарезательной головки, где она с|капли-
вается до окончания рабочего ход,а. Объем карманов! для
стружки должен 'быть равен 4,5—5,5 объема 'снимаемой
стружки.
При паровании каналов орудий в качестве охлаждающей
и смазывающей 'жидкости применяют растительное масло,
веретенное масло или их смеси с добавкой 4—5% керосина,
а также животные жиры *.
Износ резцов допускается небольшой, его устраняют
заправкой режущих кромок вручную специальными осел-
ками. Продолжительность работы резцов определяется
числом Нарезаемых каналов орудий (экономический показа-
тель). В среднем при обработке 76,2-лш стволов длиной
3000—4000 мм один комплект резцов должен нарезать 35—
40 стволов. В течение этого времени износ резцов но шири-
не режущей кромки может достигнуть предельного /значения,
составляющего в среднем1 0,35—0,4 мм. Тогда Для каждого
нарезаемого ствола износ резца по ширине режущей кромки
будет 0,01—0,016 мм (при пользовании четырех- или шести-
резцовыми головками). Когда износ достигнет такой величи-
ны, весь комплект р-езцов- становится непригодным для ра-
боты и им нельзя пользоваться для нарезания орудий друго-
го калибра'-. 'Перетачивание резцов, как правило, не допу-
скается, так как ширина режущей кромки уменьшается.
Можно допускать осаживание в горячем состоянии головки
резца, после1 чего его необходимо .заново термически обрабО'
тать и заточить.
Законы теории резания металлов сохраняют свою силу
при нарезке каналов орудий, но механическое перенесение
их без учета' особе»но1стей и условий работы резца может
привести к грубым ^ошибкам. (Все это необходимо учитывать
при выборе материала', геометрии резца и режима работы.
При -отделении стружки на резец Действуют усилия ре--.
зания, так называемое давление резания, измеряемое в ки-
лограммах.
1 На заграничных заводах при нарезании каналов орудий в качестве
охлаждающих и смазывающих жидкостей применяют обычные патенто-
ванные составы, которые разводят в воде и употребляют при чистовом
ра-стачивании и при нарезании каналов. Растительные масла при этих
работах не применяют. Нарезы сначала обрабатывают начерно одним
комплектом резцов, значительно повышая при этом скорость рабочего
и холостого ходов. Затем нарезы обрабатывают начисто другим ком-
плектом резцов, снимая при этом стружку по боковым граням. Скорость
рабочего хода в этом случае несколько меньшая. Такой порядок работы
применяют чаще для орудий средних и больших калибров.
103
На фиг. 43 представлен резец и указаны усилия резания,
возникающие при отделении стружки (дано положение верх-
него резца ’нарезательной головки, -если смотреть со стороны
дульной части в направлении к казне). Давление резания Рг,
приложенное нормально к режущей кромке резца, будет
уравновешиваться равнодействующей двух сил: Q — тяговое
О
Фиг. 43. Схема усилий резания при нарезании
канала орудия.
усилие станка, направленное по оси стебля, К — касательное
усилие на стебле, вызванное принудительным вращением
стебля и нарезательной головки.
На резец еще будут действовать силы трения Т, которые
будут равны между собой и взаимно уравновешены в том
случае, если боковые углы заточки резца и р" , образо-
ванные с боковыми гранями нарезов, будут равны между
собой, так же, как и боковые углы в вертикальной плоско-
сти, которые в среднем составляют 1,5°. Кроме того на резец
будет действовать радиальная составляющая давления реза-
ния Рг . Величину этой силы необходимо учитывать только
при определении угла наклона клина; <в Остальном эта сила
уравновесится такой же силой противоположного резца и не
104
будет оказывать влияния на положение резца и нарезатель-
ной головки.
На основе да'нных теории резания приближенно мюж по-
принимать
Рг=0,ЗР2.
Боковые силы трения Т учитывать не надо, так как
они входят в общее усилие резания Р2, но при неравенстве
боковых углов эти силы вызовут колебание резца, отчего
ухудшится точность и чистота обработки.
Расположение всех сил показано на фиг. 43,а.
Если режущая кромка резца будет расположена не пер-
пендикулярно направлению нареза (ось Он), а перпендику-
лярно оси ствола О, то силы расположатся' так, как
показано на фиг. 43,tf. Нормальная составляющая давления
резания Р2 должна и в этом случае уравновеситься равно-
действующей тягового и крутящего усилий R'. Но давле-
ние резания Р2 будет расположено под углом а к оси на-
правления нареза, т. е. к равнодействующей R'. В резуль-
тате получается боковая сила, приложенная к режущей
кромке резца и направленная по касательной. Равнодейст-
вующая Р' давлений резания Р2 и Рх будет уравновеши-
ваться равнодействующей R' тяговых усилий.
Следовательно, усилие Рх будет вызывать отклонение
резца, но так как величина его меняется, то резец будет
колебаться, т. е. дрожать, отчего боковые грани окажутся
подрезанными и поверхности граней нарезов дроблеными.
В условиях производства можно наблюдать все эти де-
фекты, причиной которых являются неправильный чертеж
и неточная заточка резца.
Учитывая особенности нарезания каналов орудий, для
определения давления резания можно принимать в каче-
стве основной следующую формулу:
P2 = P-f (кг), (28>
где Р — удельное давление резания в кг}мм2, зависящее
•от марки стали,
f— площадь сечения снимаемой стружки в мм\
Площадь сечения стружки, снимаемой всеми резцами
нарезательной головки за один проход, будет
F—abn, (29)
105
где а — толщина снимаемой стружки (глубина подачи резца)
в мм,
b — ширина нареза в мм,
п—число резцов нарезательной головки.
Общее усилие резания при правильном расположении
режущей кромки резца (фиг. 43, а) будет Р2.
Общее усилие резания при расположении режущей кромки
резца под углом а к направлению нареза (фиг. 43, б) будет
= (30)
Из фиг. 43, б видно, что значение Рх легко найти из
уравнения
Р2 — Р' cos а
и
Рх = Psin а,
откуда
и /> = -?£_.
COS а Sin а
Приравнивая эти значения друг другу и решая их от-
носительно Рх, получаем
рх=р2'^^
Тяговое усилие на стебле для случая, иллюстрируе-
мого фиг. 43, а, составляет
Q = Рг cos а (33)
и
/C=P2«sln а. (34)
Тяговое усилие на стебле для случая, мого фиг. 43, б, составляет иллюстрируе-
- Qi = Р' cos а (35)
и К1 — Рг sin а. (36)
Равнодействующая тяговых усилий на стебле для пер-
вого случая (фиг. 43,а) будет
. (37)
106
а для второго случая (фиг. 43,б)
Я1 = /<??+к?. (38)
Объем стружки, снимаемой одним резцом за один рабо-
чий проход, будет
V-=abL (см3).
Все резцы нарезательной головки за один рабочий про-
ход снимают стружку объемом
V=abLn (см3), (39)
где L—-длина нареза в мм,
п — число резцов нарезательной головки.
Вес стружки, снимаемой всеми резцами нарезательной
головки за один рабочий проход, равен
<2=^ (-).
(40)
где y — удельный вес стали, равный 7,86.
На основе изложенного можно сделать следующие вы-
воды:
1. Режущая кромка резца должна быть перпендикулярна
оси направления нареза; в этом случае условия резания
будут нормальные.
2. Расположение режущей кромки резца перпендикуляр-
но оси ствола увеличивает общее давление»резания, так как
возникаем" боковая составляющая давления резания Рх,
обусловливающая (подрезание боковой грани нареза, дрожа-
ние резца и ухудшение чистоты обрабатываемой поверхности.
На (фиг. 44 изображена геометрия головки резца для наре-
зания каналов; Корпус резца прям.оугольный с сечением
А, В, Г, Б. Такой резец отвечает требованиям технологии
нарезания и обеспечивает нормальные условия отделения
стружки.
3. Боковые углы по вертикали должны быть у' всех рез-
цов равны 1,5—2°.
4. Боковые углы и р", составленные боковыми гранями
резца и нарезов, должны быть равны 4 — 5°. Увеличение
этих углов ослабит режущую кромку при вершинах и
увеличит износ резцов. Уменьшение этих углов увеличит
силы трения, а следовательно, и общее усилие резания.
5. Режущая кромка резца (линия АБ) должна быть пер-
пендикулярна направлению нареза и составлять угол а
с линией, перпендикулярной оси ствола СБ. Угол а будет
углом крутизны нарезов.
107
6. Задний угол резания cq необходимо делать такой ве-
личины, как у резца для чистовой обработки; однако, учи-
тывая повышенные требования в отношении чистоты по-
верхности, угол ах можно принять равным 8—9°.
Фиг. 44. Геометрия резца для нарезания каналов.
7. Величина переднего угла 7 на практике сильно ко-
леблется — от 10 до 22°. Учитывая стойкость резца и необхо-
димость получения чистой поверхности, передний угол при
плоской заточке передней грани целесообразно брать равным
12—15°, при круговой заточке резцов этот угол в точке
режущей кромки должен составлять 17—20°. Переднюю
грань лучше затачивать по радиусу, как показано на
фиг. 44.
Радиус г/определяется передним углом 7 и координа-
тами п и е. При этом нужно соблюдать следующие зави-
симости:
е — (0,4-0,42) ,
« = (0,85—0,9)
8. Угол резания $ должен быть равен 70—73*.
9. Угол заточки р .должен составлять 61—65°.
108
10. Режущие (кромки резца необходимо притуплять, Дтобы
исключить 'возможность (появления зазубрин и выкрашива-
ния. Радиус притупления должен быть 0,05 мм.
В производстве необходимо иметь эталон притупления
режущей кромки, с помощью которого легко определять по
блеску и наощупь величину притупления.
11. Радиус при вершинах должен быть равен Половине
глубины нареза, т. е. г = 0,5Л
12. Для получения требуемой глубины' нарезов и для'
удобства затачивания резцов высота головки резцов h долж-
на 'быть ют 4 до 6 I:
больший предел — для глубины нарезов до 1 мм, тогда
h = 61;
средний предел — для глубины нарезов от 1 до 2 мм,
тогДа h — 5 t; _
меньший предел—-для глубины нарезов свыше 2 мм,
тогда 'h = 4Л
Материал резца должен быть весьма износоустойчивым,
очень твердым и вместе с тем вязким. Лучше всего удовлет-
воряют этому требованию быстрорежущие стали марок РФ
или РФ-1 и заменители их. ДЛя стали марки РФ-1 можно ре-
комендовать следующий ре1ж'им термической обработки:
предварительный 'медленный подогрев в соляной ванне до
800—850°, окончательный напрев в электропечи в течение
3—3,5 мин. до 1270—1290°; охлаждение в масле с темпера-
турой 30—35°; отпуск—। двукратный с нагревом до .550—560°
и с выдержкой дари этой температуре до 40 -мин.. Твердость
головки резца должна составлять Rc 62—64.
Головку необходимо затачивать в три приема. Предвари-
тельно затачивают ее, оставляя достаточно большой припуск
на термическую обработку, на круге зернистостью 24—36.
Величины углов выдерживают только приближенно.
Вторая заточка, окончательная чистовая, — после терми-
ческой обработки; углы1 выдерживают в соответствии с чер-
тежом. Для снятия окалины надо брать круг зернистостью
36, а для окончательной заточки (доводки) зернистость круга
должна быть не менее 60—80.
Резец доводят оселка-ми разных сечений -зернистостью не
ниже 1'50 с таким расчетом, 'чтобы совершенно не было
штрихов, заметных на-глаз. Чистота поверхности головки рез-
ца должна быть близка к зеркальной, т. е. выше vyy. -
Чистота поверхности всего резца после- шлифовки долж-
на соответствовать vw.
109
9. Конструкции резцов
Все резцы, применяемые для нарезания каналов, по кон-
струкции имеют много общего'. Резцы состоят из трех основ-
ных частей: головки, тела (или средней части) и опорной
(или хвостовой части).
По 'конфигурации резцы .могут быть (Круглые (фиг. 45),
прямоугольные (фиг. 46) и фасонные (сложной конфигура-
ции). Резцы |бы!ва'ют цельные и составные.
Ширина режущей кромки резца должна соответствовать
ширине нареза. -Номинальный размер и допуск на ширину
режущей кромки устанавливают в зависимости от ширины
нареза, допуска на изготовление и износа резца.
Длй ширины режущей кромки резца *в заводской (Практи-
ке до настоящего времени нет установившихся нормалей.
Чаще всего качество работы зависит от уменья рабочего до-
вести .резец; только в очень 'редких случаях имеется чертеж
и разработана технология изготовления резца.
Вели ширину нарезов и допуск на обработку обозначить
£ = 6+ 13 мм, то в чертежах резцов можно встретить различ-
ные- допуски, например: 6i = 6+0,5, 62 = 6±0'’, Ьз = 6 ±0,5. При
этом 'режущую кромку часто показывают на чертеже и по-
лучают при заточке неправильно, так, как показано на
фиг. 43, б. *
Таким образом в 'этом нет единообразия и качество' рабо-
ты зависит от опыта рабочего и технолога.
Для того чтобы получить ширину нареза и поля соглас-
но чертежу, а также увеличить срок службы резца, размер
по
и допуск на ширину режущей кромки рекомендуется брать
следующими: х
1. Номинальный размер ширины режущей кромки надо
увеличить по сравнению с шириной нареза на половину до-
пуска ширины нареза. Увеличение — на износ резца.
Фиг. 46. Прямоугольный резец.
О
Обработка кругом w
2. Допуск на ширину режущей кромки назначать с мину-
сом; величину допуска для всех резцов можно принять
\Т а б л и ц а 9
Нормальные размеры ширины резцов
Номинальный . размер ширины нареза в мм Допуски на ширину нареза в мм Номинальный раз- мер ширины ре- жущей кромки резца в мм Допуск на шири- ну режущей кромки резца в мм
6 4-о,з 6,15 -0,04
6,5 4-о,з 6,65 —0,04
7,59 +0,4 7,8 —0,04
9,15 4-0,4 9,35 -0,04
20 4-0,5 20.25 -0,05
111
0,04 мм. При та'ком допуске изготовление, а также проверка
размеров резца универсальным инструментом и предельными
шаблонами не представят затруднений. Размеры ширины ре-
жущей кромки резца можно свести к нормали, приведенной
в табл. 9.
Тело резца, или среднюю его часть круглого или прямо-
угольного сечения для всех нарезательных головок следует
изготовлять ПО' 2-му классу точности со скользящей посад-
кой.
Численные значения допусков целесообразно округлять
до размеров, удо1бных для практического пользования. Тогда
допуск для наружного диаметра или стороны прямоугольни-
ка можно принимать равным 0,02 мм. В тех случаях, когда
при измерении пользуются предельными калибрами (скобами),
допуск' надо брать из ОСТ 1012 для скользящей посадки.
Резец, находясь в отверстии корпуса головки, должен
свободно перемещаться в радиальном направлении, но при
этом' он не должен колебаться. Малейшее колебание резца
в отверстиях корпуса гоЛовки будет ухудшать чистоту обра-
ботки нарезов и дробить их; кроме того возможны случаи
подхватов.
Опорная |(хвосговая) часть резца должна быть такой кон-
струкции, чтобы возможно было принудительное утаплива-
ние и выдвигание резцов, для чего должны быть в наличии
заплечики, а также наклонная опорная часть. Кроме того,
резец должен скользить по клину, а круглые резцы не
должны проворачиваться в отверстии корпуса головки. По-
этому ширину клина делают равной 6,5+°-°3 (фиг. 36),
а плоские грани шейки хвостовика равными 6,5~°’012 (фиг. 45).
Резец должен прочно опираться, соприкасаясь с клином
всей своей опорной поверхностью. Для этого назначают до-
пуск +5' на угол наклона опорной поверхности клина, а так-
же чисто обрабатывают поверхность.
Несмотря на повышенную точность изготовления резца,
клина и отверстий в корпусе головки, резцы следует под-
бирать по соответствующим гнездам и нумеровать. При этом
не исключается доводка резца по месту.
. Резец не должен колебаться или перемещаться в радиаль-
ном направлении. Размер заплечика у резца' 3—э'°°6
(фиг. 45), а у клина высота паза '3+0-01 мм (фиг. 36); наи-
больший зазор при подготовке резца допускается не более
0,016 мм. При износе резца этот зазор не следует увеличи-
вать более чем до 0,04 мм, так как могут произойти подхва-
ты резца и затягивание его в металл.
112
Ширину режущей кромки на всех чертежах нужно йрини-
ма.ть увеличенной на половину допуска для ширины нареза.
На фиг. 47 приведена конструкция резца, применяемого
для нарезания каналов орудий калибром меньше .50 мм. Ре-
зец закрепляют в специальной колодке, которая опирается
на (гладкий'клин. Такие резцы применяют только в четырех-
и двухрезцовых головках, размеры которых не позволяют
разместить резцы в радиальном направлении.
Фиг. 47. Резцы для нарезания каналов орудий Диаметром ‘меньше 50 мм.
1
Износ резцов по размеру 9 ~0’10 мм компенсируется про>-
кладками пергаментной бумаги; окончательно резец закреп-
ляется винтом.
Конструкция нарезательной (головки и спосРб крепления
резцов при нарезании каналов орудий малых калибров по-
казаны на фиг. 47. Размеры головки не допускают приме^
нять более четырех резцов для нарезания каналов, орудий
калибром 37—50 мм и двух резцов — калибром менее 30 мм.
8 Наревание орудийных стволов
ИЗ
Резец 3 закрепляют в специальной колодке 2 и устанавли-
вают под некоторым углом с таким расчетом, чтобы полу-
чить задний угол 8—10°? Установленный резец окончательна
закрепляют винтами. Положение резцов в радиальном
направлении регулируется клиньями 1. Клин состоит из
двух чартей и имеет пазы с прямоугольными выступами, рас-
положенными под углом.
Перемещая внутреннюю тя-
гу и клин, утапливают или
выдвигают резцы.
Головка направляется по
каналу чугунной рубаш-
кой 4, которая состоит из
двух частей. Внутренняя по-
верхность рубашки 4 об-
работана на конус, а на-
ружная поверхность ци-
линдрическая. Рубашка кре-
пится и регулируется при
установке специальными гай-
ками. Между двумя частя-
ми рубашки с обеих сторон
должен . быть всегда за-
зор А, который при наиболь-
шем предельном смещении
рубашки должен быть не
менее 4 мм. В остальном
конструкция головки, креп-
ление ее на стебле, а также
работа не представляют ни-
каких особенностей,
На фиг. 48 показан составной резец, головка которого из-
готовлена из быстрорежущей с^ли и при износе заменяется
новой, а колодка (хвостовик) резца б — из углеродистой
стали. Такая конструкция резца имеет то преимущество, что
дает экономию быстрорежущей стали и. обеспечивает боль-
шую точность изготовления резца, так как колодку подгоняют
.. к головке только один раз. Собранный резец не должен
колебаться и перекашиваться. • Целесообразно давать сле-
дующие допуски на обработку: /+0>01 мм, /у0'01 мм, /-°'01 мм,
мм. Резцы следует пригонять по месту.
По размерам в, г, д, к требуется меньшая точность обра-
ботки, однако большие зазоры будут отрицательно' влиять на
перемещение по вертикали {возможны уступы). По разме-
рам в, с величина зазора не должна превышать 0,1 мм, по
114
размерам д, к за'зоф допускается не более 0,2 мм. Такие
резцы выгодно применять для нарезания каналов орудий
калибром более 250 мм.
На фиг. 49,а показана конструкция резца 1, применяемая
в нарезательных головках с индивидуальной регулировкой
резцов. Нарезательные головки с такими резцами бывают
четырех- и шести резцовые.
Фиг. 49. Резцы для нарезательных головок.
От-резец с индивидуальной регулировкой; б — круглый резец с винтом.
Изготовление такого резца сложно, поэтому головки с
такими резцами менее распространены в производстве.
Резцы вставляют в специальные окна в корпусе головки;
нижним основанием резец опирается на клин 5, при помощи
которого регулируют резцы. Опускание резцов производится,
при помощи рычагов собачки 2, которая надавливает На са-
пожок резца.
Собачка 2 имеет возможность перемещаться «а оси 4 и
постоянно' подымать резец, действуя «а сапожок. Это дости-
гается (при .помощи стержня 3, который все время нажимает
на собачку под действием винтовой пружины.
На фиг. 49, б изображен круглый резец, который закреп-
ляется в специальной колодке с помощью винта на опорной
поверхности резца. Применение таких резцов ограниченное.
10. Контрольные вопросы
1. Как обеспечивается направление и центрование наре-
зательных головок по каналу ствола?
2. Опишите способ крепления резцов в нарезательных
головках. z
8* * 115
3. Как 'Обеспечивается утапливание и выдвигание резцов
перед рабочим и холостым ходами?
4. Какой величины допускается наименьший зазор по диа-
метру между поверхностью рубашки нарезательной головки
и каналом ствола Перед нарезкой?
5, Как обеспечивается крепление нарез ательных головок
со стеблем?
6. Опишите устройство четырехрезцовых нарезательных
головок.
7. Опишите устройство восьмирезцовой нарезательной го-
ловки.
8. Опишите по чертежу устройство нарезательной го-
ловки типа Уайт.
9. Начертите резец круглого сечения для нарезания кана-
ла ствола и опишите его устройство.
10. Начертите резец прямоугольного сечения и опишите
его устройство.
11. Из какого материала Изготовляют резцы для нареза-
ния каналов орудий?
12. Какие нарезательные голов'ки применяют в производ-
стве и как их классифицируют?
IV. настройка станка и нарезательной головки
. «г
1. Настройка и проверка механизмов станка
Перед нарезанием канала необходимо : убедиться в ис-
правном состоянии станка и нарезательной головки и подго-
товить все для установки орудия на станок и настройки его
для нарезания. Всю эту работу следует выполнить в такой
последовательности!:
1. Проверить, соответствуют ли действительные данные
станка паспорту. ,
2. Убедиться в точности работы механизмов станка, па-
раллельности направляющих и стебля относительно направ-
ляющих станка.
3. Установить изделие (ствол орудия) на станок и прове-
рить установку относительно станка и стебля.
4. Установить нарезательную головку в стебель и прове-
рить ее.
5. Проверить, правильно ли установлен копир нарезатель-
ного станка.
6. Отрегулировать подачу смазки и охлаждения.
Т. Установить надлежащие скорости (рабочего1 и холосто-
го ходов.
116
8. Проинструктировать рабочего.
Все перечисленные работы выполняют технолог и произ-
водственный мастер, которые руководят нарезанием и кон-
тролем каналов орудий.
Соответствие действительных данных станка паспорту
проверяют при установке нового станка, после переборки
главных механизмов и после капитального ремонта.
При проверке работы механизмов станка необходимо
убедиться в исправном действии механизмов люнетов, плав-
ном перемещении и прочном зажиме кулачков и упоров,
а также надежном закреплении болтами. Дальше проверяют
продольное смещение {люфт) барабана делительного меха.-
низма относительно корпуса. Чтобы определить биение
шейки барабана, необходимо делительным механизмом по-
вернуть барабан на 360° и_ измерить биение индикатором
(допуск 0,04 мм).
Надо проверить крепление зубчатого венца на корпусе
барабана: см!ещения или ослабления не допускаются; ошибки
в шаге между зубьями не должны превышать установленного
допуска.
Затем надлежит проверить действие стопорного механиз-
ма и убедиться в плотности прилегания плоскости стопора
по впадинам зубчатого венца, в правильности установки
указателя шкалы с делениями, в соответствии шкалы и зуб-
чатого венца с нарезаемым стволом и ясности всех рисок.
В нарезательных станках старой конструкции нет дели-
тельного механизма и ствол поворачивается при помощи чер-
вяка и червячной шестерни на барабане. На стволе устанав-
ливают и 'закрепляют кольцо с делениями, а на станине
станка устанавливают рейсмус прочной конструкции. В нача-
ле нарезания иглу рейсмуса устанавливают против горизон-
тальной нулевой риски на боковой поверности кольца и за-
крепляют ее в этом положении. По рискам (делениям) коль-
ца отсчитывают требуемую величину поворота ствола вместе
с кольцом относительно иглы рейсмуса. До окончания наре-
зания канала рейсмус нельзя смещать.
После установки рейсмуса масштабной линейкой измеря-
ют расстояние от иглы до направляющих станин станка с
точностью до 0,3 мм; это необходимо на случай смещения
рейсмуса, так как тогда его можно установить приблизитель-
но и ствол при повороте закрепить относительно иглы в тре-
буемом положении. В этом случае возможна ошибка до
+0,3 мм. Такой способ деления занимает очень’много вре-
мени и требует от рабочего высокой квалификации, причем
возможны грубые ошибки по ширине нареза.
117
При проверкё исправности направляющих станины убеж-
даются -в отсутствии ржавчины, наминов, заусенцев, мелких
стружек и т. in.
Отклонения в параллельности направляющих не должны
превышать 0,03—0,04 мм на длине 1500 мм. Изгиб или ме-
стный износ направляющих в горизонтальной плоскости про-
веряют уровнем; допуск 0,04 мм на длине 1500 мм.
Смещение уровня на концах станин не должно превы-
шать 0,05 мм.
Параллельность стебля направляющим станины в гори-
зонтальной и вертикальной плоскостях^ проверяют индикато-
ром; отклонения не должны превышать 0,05 мм. При провер-
ке стебель перемещают в продольном направлении и одно-,
временно вращают.
Стебель проверяют в двух точках: у передней стойки и
по середине станин. Индикатор устанавливают на направ-
ляющей станины и иглой касаются наружной поверхности
стебля.
Наружные повреждения на поверхности стебля (в1мяФи-
ны, глубокие царапины, ржавчина) не допускаются. Износ
вкладышей в стойках устраняют подшабриванием их или за-
меной.
Ходовой винт стайка должен быть прочно закреплен; он
должен вращаться, но не перем'ещаться в продольном на-
правлении. Допуск на продольное перемещение ходового
винта при переключении с рабочего на холостой ход 0,2—
0,3 лш; биение ходового винта не должно превышать 0,05 мм.
В машинном масле, заполняющем резервуары, не долж-
но быть песка, грязи, мелких'стружек.
Надо точно установить величину 'зазора! S (см. фиг. 13 и
22), которая определяет автоматическое включение резцов
нарезательной головки перед рабочим ходом или выключе-
ние их перед холостым ходом. На станках, работающих по
методу сжатия, надо правильно установить упор у казенной
части ствола для выключения резцов в конце рабочего хода.
Затем необходимо проверить действие упоров, ограничите-
лей хода, стопоров, рычагов и переключателей скоростей
шпоночных креплений. Обнаруженные дефекты нужно устра-
нить.
Следует также проверить действие насоса, подающего
охлаждающую жидкость, подсчитать количество подаваемой
жидкости ( ‘в литрах в минуту) и проверить давление жидко-
сти (в атмосферах).
Все маслопроводы и масленки должны нормально пода-
вать смазку.
118
2, Проверка установки копира
Зазоры между направляющими полозками зубчатой рей-
ки и поверхностями пазов (будут увеличивать люфт рейки с
шестерней. Зазор по Направляющим не должен превышать
0,15 мм. Зазор 'между зубьями рейки и шестерни не допу-
скается. Чтобы устранить этот зазор, смещают одну полови-
ну рейки относительно другой, если рейка состоит из двух
частей. В остальных случаях зазор выбираетсй при помощи
натяжного прибора с грузом или пружиной.
Проверяют, прочно ли закреплены ролики на рейке и
плавно ли перемещаются ролики по линейке копира.
Копир для нарезания нарезов с постоянным шагом про-
веряют линеалом, передвигая его только на половину длины.
Копир для прогрессивной нарезки проверяют шаблоном.
Крутизну нарезов канала .ствола не проверяют. Только
в очень редких случаях ее проверяют при помощи оптиче-
ской звездки, мало применяемой на заводах. Проверкой
угла наклона установки копира определяют степень крутиз-
ны нарезов в канале ствола.
Угол установки копирной линейки должен быть:
d
/ tgP = tga-^-.,
где р — угол наклона линейки копира в градусах,^
a — угрл крутизны нарезов в канале ствола в гра-
дусах,
^нач ~ начальный (средний) диаметр реечной шестерни
в мм,
d — диаметр канала ствола по полям в мм.
Допуск на угол установки копира не должен превышать
половины допуска на угол крутизны нарезов и должен быть
всегда в пределах от Н^З' до +5'.
Так как ошибки в крутизне нарезов зависят от многих
факторов, а не только «от установки угла наклона копира, то
допуск на угол установки копира должен быть в два раза
меньше допуска на крутизну нарезов. Такая точность уста-
новки вполне достижима. Так, например, для наименьшего
станка, когда условия отсчета наименее благоприятны, Дли-
на копирной линейки будет 2500 мм (R=2500 мм}- Длина
дуги, соответствующая углу в три минуты, будет в этом слу-
чае составлять 2,18 мм, что вполне обеспечивает простоту
установки и наблюдение простым глазом по шкале 18 (фиг. 14).
s 119
Ясно выраженная риска, наблюдаемая невооруженным
глазом, должна- иметь ширину не менее 0,4 мм. Ошибка в
установке копира при совмещении штрихов указательных
стрелок не превышает ширины одного штриха, т^, е. не более
0,8 минуты (48")- Это будет наиболее простой способ про-
верки копира.
Более точно получаемую крутизну нарезов проверяют
следующим образом. Примем следующие данные для расчета:
диаметр канала ствола по полям d = 203,2 мм, длина нарез-
ной части ствола 7 = 3981,6 мм, угол крутизны нарезки
канала ствола а=8°55'37" ± 10', начальный диаметр реечной
шестерни станка б/нач= 161,6 мм, модуль зацепления т —
= 5,05 мм, число зубьев z = 32.
х Каретку станка устанавливают в крайнее, левое положе-
ние (исходное положение перед рабочим ходом станка) и за-
мечают риски на направляющих станка. Затем отклады-
вают длину нарезной части ствола на направляющих станка
и делят ее на десять равных частей |(к = 10). Установку и
проверку линейки копира производят следующим образом.
Из уравнений (3)—(18) получаем:
. тс • d т.* d
и tg?=—
Определяем номинальное значение длины хода нарезов:
* 1 г Ted 3,14 -203,2 .n7CnQ
£ — —.. ’ > = 4076,98 мм.
tga 0,1565 ’
Предельные углы крутизны нарезки при допуске ±10':
будут:
Л1 = а ± 10' = 9°05'37" и а2 = а — 10'=8*45'37".
' Тангенсы этих углов
tg 0^ = 0,1595 и tga2=0,1535.
Предельная длина хода нарезки при 04 будет:
г __ r.d _ 638,048 .nnn Q
£1 ~ ~ 0,1595 — 4000’3 MM-
Предельная длина хода нарезки при a2 будет:
, nd 638,048 лг-сл
= ---0?535-=4156’2 MM-
120
Число оборотов стебля с нарезательной головкой для зна-
чений а, ах и а2 и при заданной длине I нарезной части ка-
нала нетрудно вычислить и полученные результаты сравнить
с фактическим углом поворота стебля. Этот угол можно
отсчитывать при помо-щи бронзового кольца с делениями,
закрепленного на конце стебля, и стрелки, укрепленной на
стойке каретки.
Тогда числа оборотов стебля и кольца будут:
1) при номинальном угле крутизны нарезки а
„ I 3981,6 л Л
= оборота;
2) при наибольшем предельном угле крутизны наре-
зов 0Ц
„ I 3981,6 none *
"1 = £7 = ' 4400,3 ' = °-995 оборот;
3) при наименьшем предельном угле крутизны нарезов
I 3981,6 лп^о л
Z7==-4I56^-=O’963 оборота-
Определим длину, пути перемещения зубчатой рейки
копира, приводящей во вращение стебель.
В станке Гринвуд-Бэтли (см. фиг. 23) реечная шестерня
имеет модуль /я = 5,05 мм, число зубьев z = 32, начальный
диаметр dm4 — m,‘2 — 5,05-32= 161,6 мм.
Тогда путь рейки
S = п • = 492 мм.
Тангенс угла установки копирной линейки будет:
4-0 5 492 Л 1ПЛ
“ 3981,6“ 0’124,
откуда угол р = 7°08'.
Проверяем правильность полученного результата. Из
изложенного выше известно, что
откуда
d
tg₽=-tga —
Таким образом получим /
tg₽=0,1565-|£|4=0,124, или 0=7'08'.
Проверка подтверждает расчет.
121
Определяем углы поворота, стебля и кольца с делениями
на стебле в градусах:
1) для номинальной длины нарезки I при угле а
<р = 360°*я —352°48';
2) для предельного наибольшего .угла крутизны
^ = 360°-^ = 358°12';
3) для предельного наименьшего угла крутизны
. ср2 = 360°-л2 —346°40'48".
Определяем величину наибольшего угла поворота стебля
и кольца относительно указателя, когда крутизна нарезае-
мого ствола будет на наибольшем пределе, т. е. a-f-lO':
= ?1— ср=358° 12'— 352°48' = + 5°24'.
Определяем угол, когда стебель не будет иметь номи-
нальной величины поворота и не дойдет до стрелки; это
будет при наименьшем предельном размере крутизны на-
резки, т. е. при a—10'
<р2' = ср2 - ср = 346°40'48" —- 352°48' = — 6°07'12".
Длину нарезаемой части ствола, разделенную на 10
равных частей, наносят на направляющие станка. Шкалу
с делениями на кольце также делят на десять равных час-
тей для номинального угла поворота <р и откладывают
предельные отклонения соответственно углам срх и ср2, зна-
чения которых будут:
, I 3981,6 OOQ1C
1ь = —-= =398,16 мм\
я к 10 ’
= ЗИ108' - “ 35°16'48";
= 35°49'12";
= -& = =34°40'4,8".
ГТ <1
Допускаемое отклонение при повороте стебля на ср
(одно деление) составляет:
1) для наибольшей крутизны нарезки
Дер/ = <р/ - <р&=35°49'12" - 35° 16'48" = +0°32'24";
2) для наименьшей крутизны нарезки
Аср" = ср;—ср& = 34р40'04,8" — 35°16'48" = — 0°36'43,2".
122
На основании расчетных’данных составляют проверочную
таблицу (табл. 10), данными которой надлежит руководств
воваться при проверках.
Таблица 10
Проверочная таблица нарезательного станка.
Крутизна нарезки ствола а = 8°55'37".
Угол установки копира f » 7°08'
Длина нарезки 1 в мм Допускаемое наиболь- шее отклонение Дер'к в градусах на длине 1к Допускаемое наимень- шее отклонение Ду"Л. в градусах на длине 1к
398,16 Н 0°32'24" — 0°36'43,2"
796,32 1- 1°04'48" — 1° 13'26,4"
1194,48 Р1°37'12" — 1,50'09,6"
1592,64 1~2°09'36" — 2° 26'52,8"
1990,80 (-2°42'Л)0" — 3° 03'36"
2388,96 рЗ° 14'24" — 3°40'19,2"
2787,12 н 8°46'48" — 4° 17'02,4"
3185,28 -4°19'12" — 4° 53'45,6"
3583,44 |- 4°51'36" — 5° 30'28,8"
3981,60 - 5°24'00" - 6°07'12"
Приведенный порядок расчета действителен для всех на-
резательных станков и всех нарезаемых стволов с нарезкой
постоянной крутизны.
Прежде чем приступить к определению крутизны нарезов
путем проверки нарезательного станка, необходимо убедить-
ся <в точности работы всех его механизмов, так как отдель-
ные дефекты, которые легко устранить независимо от точ-
ности копира, могут повлиять на точность показаний станка
прийроверке копира.
Точность делений шкалы кольца на стебле зависит от
наружного диаметра кольца, т. е. от длины его окружности.
Если наружный диаметр кольца 120 мм (для станков малых
размеров), то длина его окружности 'будет 376,8 мм, а дайна’
дуги в один градус составит 1,045 мм. Ширина рисок на
кольце, как указано выше, равна 0,4 мм, что для данного
случая составляет около 25'. Таким образом, если принять
точность риски на кольце равной 30', тб ошибка в наблюде-
нии будет составлять меньше одной десятой допускаемого
отклонения крутизны нарезки, т. е.•"‘углов ср/ и срг'; это со-
ставит меньше 1'1" на длине 3981,6 мм.
Как видно из табл. 10, для меньших длин допускаемые
123
отклонения углов поворота 'стебля будут меньше, что за-
труднит проверку.
Из сказанного можно сделать вывод, что проверить кру-
тизну нарезки каналов орудий при помощи нарезательного
станка или проверить нарезательный ставок, чтобы обеспечить
крутизну нарезов с допуском не менее + 5' на длине нарез-
ки, равной 1500 мм, возможно; для больших длин такой до-
пуск всегда легко выдержать.
Угол установки копира при постоянной крутизне опреде-
ляется формулой:
d
. tg₽=tg«—
Пользуясь этой (формулой, легко, определить угол накло-
на копира при нарезании каналов орудий с нарезами пере-
менной крутизны, заменяя tgi его значением для каждого
отдельного участка длины нарезной части ствола от начала
нарезов. Этот угол необходимо знать при изготовлении же-
сткого копира нарезательного станка, при установке гиб-
кого копира и изготовлении к нему шаблона, а также при
проверке нарезов на данном нарезательном станке. Приве-
денная выше стоимость примет следующий вид:
d
tgpB=tga£-^-. (41)
Определение значения tga£ приведено выше, в разделе I.
В остальном методика проверки нарезательного станка и
установки копира остается прежней. Путь перемещения рей-
ки определяется величиной ординаты Y для данного угла,
причем необходима вычесть значение ординаты для началь-
ного угла 04 (см. раздел I).
3. Проверка установки ствола и нарезательной головки
Все детали нарезательной головки должны быть изго-
товлены строго по соответствующим чертежам, а их действи-
тельные размеры находиться в пределах установленных до-
пусков.
Перемещение деталей по сопрягаемым поверхностям
должно быть плавным, без заеданий и рывков.
Резцы, клин, корпус головки, направляющие бронзовые
полозки собирают по методу подбора, стремясь уменьшить
зазоры и обеспечить плавное перемещение деталей.
Окончательно собранную головку ставят на шлифоВаль-
124
ный станок и шлифуют бронзовые направляющие таким об-
разом, чтобы их наружные поверхности были строго коицен-
тричны и одинакового диаметра. После этого необходимо
измерить наружный диаметр каждой пары полозков в трех
точках по длине. Разница между обмерами не должна превы-
шать 0,05 мм. Средний размер диаметра может отклоняться
от Предельных значений не 'более чем на 0,03 мм.
Нарезательную головку соединяют со стеблем, при этом
хвостовая часть корпуса с резьбой Обеспечивает крепление,
а два гладких цилиндрических участка обеспечивают точное
направление корпуса головки относительно стебля.
На направляющих и резьбовых поверхностях хвостовика,
головки и стебля не допускаются: ржавчина, забоины, цара-
пины с приподнятостью металла илН* другие повреждения,
которые' могут затруднить сборку и нарушить правильное
центрование головки относительно стебля. Окончательно
собранную головку со стеблем проверяют по всей окружно-
сти бронзовых направляющих относительно направляющих
станин станка (отклонение допускается не более 0,05 мм).
При номинальном диаметре канала ствола по полям 203,2 мм
и допуске +0,2 мм действительные размеры диаметров мо-
гут колебаться от 203,2 до 203,4 мм.
Если действительный диаметр канала будет 203,3 мм, то
соответственно этому размеру устанавливают наружный диа-
метр нарезательной головки по бронзовым направляющим
полозкам (или рубашкам). Так как наибольший зазор по
диаметру не должен превышать 0,15 мм, то действительный
размер головки по бронзовым направляющим будет не ме-
нее 203,15 мм. Для орудий меньших калибров наибольший
зазор может быть меньше, например, для 122-мм калибра—
не более 0,12 мм. Однако эти зазоры еще зависят от длины
направляющих бронзовых полозков головки (рубашки) и для
каждого случая их уточняют.
Вронзовы'е направляющие полозки или рубашки головки
не должны допускать колебания (дрожания) головки в кана-
ле ствола при нарезании и одновременно обеспечивать плав-
ное и легкое перемещение головки 1по каналу.
Для каналов орудий диаметром более 200 мм наиболь-
ший зазор можно допускать до 0,25 \мм на диаметр, если
длина бронзовых направляющих головки не менее 2d.
Установку бронзовых направляющих или рубашки по диа-
метру проверяют при помощи специального набора устано-
вочных колец (см. фиг. 50). Диаметры этих колец разнятся
на 0,05 мм. Для каналов орудий калибром от 50 до Ю0 мм
разница между диаметрами колец (должна “быть меньше и со-
125
ставлять 0,04 мм. Допуск на изготовление колец не может
быть более 0,02 мм. Конструкция колец для 203,2-.юи калибра
показана на фиг. 50. В кольце прорезаны' шлицы, диаметр
которых (больше (диаметра Канала' По нарезам на 1 мм.
При 'помощи этих же колец проверяют установку резцов,
т. е. точность 'и равномерность установки (их по диаметру.
Резцы выдвигаются так, Чтобы режущие кромки Всех резцов
Фиг. 50. Кольца для проверки канала орудия
калибром 203,2 мм.
Фиг. 51. Индикатор-
ный прибор.
касались поверхности Кюльца (по размеру D. Зазоры для от-
дельных резцов допускаются не более 0,03 мм. Желательно,
чтобы зазоров не было.
Проверку установки режущих кромок резцов 'можно про-
изводить индикаторным прибором (фиг. 51). Опорная Поверх-
ность должна охватывать не менее' Трех ‘направляющих' Игла
индикатора, скользя по поверхности режущих кромок, пока-
жет разницу радиальной высоты резцов.
При осмотре канала ствола ограничиваются проверкой
глубины нарезов только с дульной части, так как все наре-
зы должны иметь одинаковую глубину. Окончательно дово-
дить резцы можно в собранной на стебле головке при по-
мощи специальных чугунных притиров и пасты ГОИ с
минеральным маслом. Внутренний радиус поверхности при-
тира должен точно соответствовать требуемому размеру.
Установленный в люнетах ствол необходимо центровать
относительно .IqCm стебля и направляющих станины! станка.
Базой для предварительной установки и центрования ствола
служат Специально обточенные шейки на наружной поверх-
ности ствола. Эти (шейки обтачивают при растачивании запра-
126
вочного отверстия для окончательного чистового растачивания.
Окончательной базой для центрования служит внутренняя
поверхность канала ствола. Сначала ствол центруют оТно*
сительно направляющих станка в горизонтальной и верти-
кальной плоскостях, изменяя положение (ствола (в люнетах
путем перемещения уйоров люнетов. 1 z
Когда ствол окончательно центрован относительно на-
правляющих' станка, дополнительно центруют (проверяют)
•поверхности канала ствола относительно стебля и нареза-
тельной головки, (после чего ствол окончательно1 'закрепляют
в люнетах.
Таким образом получают окончательно подготовленные к
работе нарез ательный станок, инструмент и ствол орудия.
Перед нарезанием каналов орудий необходимо проверить
на резательный станок для обработки определенной партии
стволов орудий, а при нарезании каналов больших орудий
(морских) нарезательный станок следует проверять перед
обработкой каждого ствола.
4. Контрольные вопросы
1. Что входит в проверку настройки нарезательного' стан-
ка и нарезательной головки?
2. Как проверить, точно ли работает делительный меха-
низм?
3. Как проверить параллельность и горизонтальность на-
правляющих станины и стебля относительно станин?
4. Как проверить угол наклона крутизны нарезов путем
проверки нарезательного станка? Покажите расчетом.
5. Как проверить установку нарезательной головки?
6. Как проверить установку ствола на станке относительно
•шпр’айляющих станины и стебля?
V. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС НАРЕЗАНИЯ
КАНАЛОВ ОРУДИЙ
Каналы орудий на современных заводах можно нарезать:'
1) по методу растяжения с Применением нарез ателцных
головок; •
2) по методу сжатия с применением нарезательных голо-
вок;
3) протягиванием нарезов специальными протяжками на
протяжных или обычных нарезательных станках;
127
4) фрезерованием нарезов;
5) нарезанием конических каналов;
6) нарезанием каналов с (переменной шириной нарезов;
7) нарезанием по способу обкатки.
При любом из указанных технологических методов наре-
зания всегда стремятся закончить обработку в наиболее
короткий срок и дать изделие надлежащего качества. До-
стигается это правильным сочетанием следующих факторов:
способа нарезки, инструмента, охлаждающей жидкости, ре-
жима резания (скорости резания, ширины и толщины сни-
маемой стружки), технологии измерения канала орудия во
время нарезания и после него, полирования и хонингования
нарезанного, канала.
При этом следует считать, что станок и инструмент под-
готовлены и настроены правильно.
1. Нарезание каналов орудий по методу растяжения
Характерной особенностью этого метода является то, что
стебель станка испытывает нормальные напряжения растяже-
ния и касатель1ные напряжения кручения. Рабочий ход при на-
резании начинается в каморной части,хтвола и заканчивается
при выходе нарезательной головки ив дульной части1 ствола.
При работе по этому методу применяют нарезательные го-’
ловки, показанные на фиг. 33, 35, 37, 39.
Метод растяжения является 'наиболее старым, возникшим
при появлении первых нарезных стволов; в настоящее время
это основной метод получения нарезов в каналах орудий.
. Современный технологический процесс нарезания каналов
отличается высокой производительностью. Канал орудия
с нарезами шириной до 12 мм ^обрабатывают в один прием по
ширине нареза, прячем ширина режущих кромок резцов от
начала до конца нарезания канала ствола остается постоян-
ной, т. е. резцы не меняют.
Каналы орудий с нарезами шириной свы1ше 12 мм наре-
зают в два приема по щирице нареза, т. е. меняют комплект
резцов. Сначала обрабатывают каналы резцами с шириной
режущих кромок 8—12 мм, оставляя припуск по ширине в
4—5 мм (2—2,5 мм на сторону), а по глубине до 0,4 мм.
Вторым проходом придают нарезам окончательную ширину
соответственно чертежу. Припуск по глубине снимают обыч-
но за 6—7 проходов; три последних прохода служат для
зачистки: толщина стружки не превышает 0,035 мм.
Таким образом нарезание каналов в два приема по ши-
рине нареза слагается из предварительного1 нарезания и чи-
128
стового. При предварительном нарезании скорость „.резания
можно допускать до 10 м!мин, а толщину снимаемой
стружки до 0,1 мм. (При чистовом (окончательном) нарезании
скорость резания до 6 м/мин, а толщина снимаемой стружки
до 0,t0 мм. Припуск по глубине нареза снимают за семь
проходов, удаляя стружку толщиной не более 0,06 мм, а при
последних трех проходах (зачищающих) не более 0,04 мм.
Основная цель такого способа работы заключается в том,
чтобы при предварительной обработке снять возможно боль-
шее количество стружки1 в единицу времени, а при чистовой
увеличить стойкость резцов (уменьшить износ) и получить
требуемую точность и чистую поверхность.
При нарезании многорезцовыми головками одновременно
всех нарезов стебель станка испытывает большое тяговое
усилие резания, приближающееся к пределу мощности стан-
ка, при этом увеличивается дрожание нарезательной голов-
ки. Нарезание в два приема уменьшает усилие резания и
дрожание резца, что, конечно, весьма желательно. Напри-
мер, при нарезании канала с числом нарезов п = 48, шири-
ной. нареза 13 мм, шириной поля 6,96 мм и калибром 305 л/л
толщина стружки, снимаемой каждым резцом за один двой-
ной ход, составляет 0,06 мм. Площадь сечения снимаемой
стружки при одновременном нарезании всех нарезов канала
будет:
F = abn = 0,06 - 13 • 48 = 37,44 мм2.
Усилие резания на 'резцах в первом приближении состав-
ляет:
PZ = P-F== 320-37,24 = 11916,8 кг,
где Р — удельное давление в кг/мм2 для обрабатываемого
материала.
Тогда мощность станка - будет :
Л7—- Pv _ 11916.8-8 пдг „ „
N 75-60т)ст 75-60-0,58 36,5 Л' С ’
или Л/=27,5 кет.
Это соответствует предельной мощности нарезательного
станка Найльс (см. фиг. 27), на котором можно нарезать
каналы орудий длиной более 7000 мм. Стволы таких орудий,
как правило, имеют глубину нарезов более 2,5 мм.
На фиг. 52 показан способ нарезания в два приема по ши-
рине нареза. При ширине нареза b = 16 мм и глубине t =
— 4 мм за первый прием Обрабатывают все нарезы шириной
bi = -j~ b = • 16 = 10,6 мм. Округляя ширину режущей
9 Нарезание орудийных стволов 129
кромки П'фвото комплекта резцов, берут их шириной 10 мм
и оставляют Припуск на сторону ё = 3 мм. Глубину нарезов
за первый прием доводят До h — 3,5 мм, оставляя припуск
0,5 мм. Для второго' приема меняют головку со всеми резца-
ми или только комплект резцов и получают нарезы в соот-
ветствии с чертежом, т. е. b = 16 мм и t — 4 мм.
Фиг. 52. Нарезание в два приема при 6 = 16 мм и i — Ьмм.
Если ширина нарезов b более 16 мм, а глубина более
5 мм, то применяют способ, показанный на фиг. 53.
Нарезку производят тремя комплектами резцов, отли-
чающихся шириной режущих кромок. За первый прием на-
резают все нарезы шириной 12 мм и глубиной 3 мм.
Фиг. 53. Нарезание в шесть
приемов при Ь = 22 мм и t = 8,5 мм.
За второй прием нарезают все нарезы шириной 20 мм,
т. е. снимая припуск по 4 мм на сторону и на 2,8 мм в глу-
бину.
- За третий прием нарезают нарезы шириной 12 мм, т. е.
первым комплектом резцов, но углубляют их до 6 мм, сни-
мая слой металла толщиной 3 мм. '
За (четвертый прием увеличивают ширину нарезов до
20 мм, т. е. вторым комплектом резцов уширяют нарезы по
4 мм на сторону и на 3. мм в глубину.
. При пятом приеме работают первым' комплектом резцов
Ь\ = 12 мм, доводя глубину нарезов до i\ = 8 мм и снимая
слой металла толщиной 2,8 мм.
133
' Последний (шестой) прием является чистовым, Канал
обрабатывают третьим комплектом резцов, придавая наре-
зам требуемые размеры, т. е. b =^22 мм и t =i 8,5 мм, :
После установки каждого комплекта резцов в нарез ампель-
ной головке пли после замены нарезательной головки дру-
гой, заранее подготовленной, необходимо проверить центро-
вание головки и резцов относительно канала ствола и стеб-
ля станка.
Первым и вторым комплектами резцов снимают стружки
повышенной толщины, до 0,1 мм, а скорость резания берут
до 10 м/мин. (
При последнем (чистовом) приеме с обработкой до глу-
бины 8 мм снимают стружки толщиной 0,1 мм, а последний
слой металла в 0,5 мм снимают стружками толщиной
0,04 мм. " 1
Преимущество такого метода заключается в том, (что по-
лучают нарезку требуемой точности 'при меныщих тяговых
усилиях на стебле и меньшем износе резцов.
Штучное1 время для нарезания канала ствола при ширине
нарезов b =22 мм, глубине t = 8,5 мм и числе нарезов
п = 48 следующее: !
Первый прием............30 проходов
Второй , 28 ,
Третий „ 30
Четвертый „ .30 ,
Пятый и ...............20
При шестом приеме, когда толщина стружки раВНа
0,1—.0,04 мм, число проходов будет равным 80+12=92.
Таким образом всего 230 проходов. i
'При скорости резания первыми двумя комплектами рез-
цов (приемы с первого по пятый — 138 проходов) в> 8 м./мин,
а третьим ^рмплектом резцов (92 прохода) в 6 м/мин, ско-
рости холостых ходов 12 м/мин, длине нарезаемого ствола
/ = 20 000 мм и нарезании одновременно всех 48 нарезов
машинное время составит 16 час. Считая, что вспомогатель-
ное время равно 50% оТ машинного (времени, получим штуч-
ное время равным 24 час., т. е. одним' суткам.
При нарезании шестирезцовой головкой (причем режущие
кромки резцов равны ширине нареза), т. е. одним комплек-
том резцов, придется сделать 100 двойных проходов, снимая
стружку толщиной - 0,08 мм, и 12 проходов, снимая стружку
в 0,04 мм. При 8 поворотах ствола необходимо сделать 896
проходов. Увеличение толщины снимаемой стружки неже-
лательно, так как увеличивается износ резцов, скорость же
резания при этом нежелательно повышать сверх 6 м/мин.
9*
131
Тогда машинное время будет:
'Г „ п 2-20000 51о 48 ЛАЛО о
1000-1/ ’ х * k ~ 1000-9 б —4°93,3 мш>, '
р /
или Л
Гм = 68,2 часа.
Принимая для данного случая 20% вспомогательного. вре-
мени, получим, 'что штучное время составляет около 82 час.
Таким образом первый способ нарезания многорезцовой го-
ловкой с числом резцов, равным числу нарезов в канале
ствола, более выгоден и по времени, так как штучное вре-
мя получается в 3,4 раза меньшим.
Необходимо отметить, что все стволы длиной более
10000 мм в больших количествах не изготовляют; (поэтому
продолжительность нарезания не (будет лимитировать выпуска
всей системы. Все стволы орудий полевой артиллерии и боль-
шинство орудий 'морской артиллерии имеют ширину нарезов
не более 12 мм. Каналы таких стволов обрабатывают по ши-
рине нарезов в один прием, т. е. ширина режущих кромок
резцов равна (ширине нарезов.
При нарезании каналов по методу растяжения недостаточ-
ная жесткость стебля не имеет особого значения. В голов-
ках при этом методе работы удачнее размещаются детали и
лучше удается их конструктивное оформление (резцы, вну-
тренняя тяга, направляющие .клинья, направляющие бронзо-
вые рубашки или полозки). Хотя диаметры или толщина
стенок детали сравнительно небольшие, но головки не дро-
жат (не вибрируют) и лучше центруются по оси нарезаемого
канала. Вследствие этого все каналы орудий, начиная с
25-лшидо 112-лсч, нарезают исключительно по этому методу.
Каналы орудий, начиная с 152,4-лш, можно бьцр бы наре-
зать по методу сжатия, но он не получил большого рас-
пространения.
2. Выбор охлаждающей жидкости
При обработке металлов резанием для охлаждения при-
меняют воду,, эмульсию, минеральные и органические масла
или смеси масел с керосином.
Основные требования,. определяющие, выбор жидкости,
следующие:
1) облегчение образования и развития микротрещин при
отделении «стружки резанием (режущее свойство' жидкости);
2) понижение коэффициента трения по поверхностям ре-
132
зец — деталь -я резец— стружка (облегчение ооегайия или
отвода стружки);
3) отвод тепла от режущей кромки резца.
Чистая вода применяется для охлаждения, главным Обра-
зом, при затачивании. Охлаждающие свойства воды хорошие.
Эмульсии при хороших охлаждающих свойствах обладают
пониженной маслянистостью. Их целесообразно применять в
тех случаях, когда приходится снимать много стружки в еди-
ницу времени (обдирочные работы).
На чистовых (операциях эмульсии можно применять при
точении, фрезеровании и строгании, когда точность обработки
невысокая и на поверхности могут оставаться риски и шеро-
ховатости, т. е. слеДы инструмента.
Эмульсии изготовляют из эмульсолов или пасты.
Эмульсолы представляют со'бой смесь .минерального мас-
ла, воды и обмыленного на 70—75% асидола с прибавлением
небольшого количества спирта.
Пасты представляют собой смесь минерального м.асла с
мылами нафтеновых кислот.
Асидол представляет собой слабый раствор органической
кислоты.
Желеобразный эмульсол имеет следующий
состав (в процентах):
Масло веретенное № 3.........68
Асидол (безводный) ..........20^2
Спирт » ...........2 + 0,2
Вода.........................8,5 +0,4
Омыленность кислот асидола должна быть 70 +0,3%.
Жидкий эмульсол содержит (в процентах):
Масло веретенное № 3......72 — 73
Асидол (безводный) .......20+2
Спирт , ........2,5 + 0,2
Вода........................до 4
Омыленность кислот асидола должна быть 70 + 3%.
Для .(приготовления эмульсола асидол загружают в бак и
добавляют требуемое количество спирта и воды. После тща-
тельного перемешивания смеси добавляют .веретенное масло.
Приготовление эмульсии начинают с того, что чистый бак
наполняют водой на 40% его объема; температура воды дол-
жна быть 15—20°. Кальцинированную соду (Na^CO,) раство-
ряют в небольшом количестве воды температурой 30—35°.
Этот раствор вливают в бак с водой и тщательно перемеши:^
вают в течение 10 мин. Через 20—25 минут после окончания
перемешивания раствора в него вводят эмульсол требуемой
133
концентрации. Чаще всего применяют 10%-ную эмульсию.
Кальцинированную соду вводят в раствор, чтобы его ней-
трализовать, т. е. чтобы он не вызывал коррозии металла.
Количество кальцинированной соды определяется кислотным
числом эмульсола (КОН) и всегда указывается в паспорте
эмульсола. Применение каустической соды для нейтрализа-
ции воспрещается.
Охлаждающее свойстве маслянистых жидкостей меньше,
но они обладают свойством металлофильности, т. е. обра-
зуют устойчивую тонкую пленку на поверхности металла, что
облегчает резание. Такие жидкости называют активными ре-
жущими жидкостями. Активная (маслянистая) жидкость про-
никает в зону пластического течения металла и разрывов на
наружных слоях металла изделия и стружки, вследствие чего
и облегчается резание. Маслянистая жидкость понижает дав-
ление стружки на резец, уменьшает износ резца, улучшает
сбегание стружки, обеспечивает высокую чистоту обрабаты-
ваемой поверхности.
К маслянистым жидкостям относятся: растительные масла
(льняное, конопляное, хлопковое), (минеральные масла, (керо-
син и животные жиры. .Минеральные масла часто применяют
с примесью серы (осерненные), тОгда их называют сульфо-
фр ©золами.
Сульфофрезолы приготовляются следующим^ образом.
Предварительно получают основу: в подогретое до 120° ве-
ретенное масло всыпают 1,5—3% серы и повышают темпе-
ратуру до 160°, выдерживая раствор в течение 30 минут и
тщательно перемешивая его. После этого 10% основы сме-
шивают с 90% солярового масла или 20% oic-новы с 80%
веретенного масла.
Минеральные осерненные масла целесообразно применять
на предварительных и чистовых операциях, где необходимо
уменьшить давление резания, уменьшить коэффициент трения и
повысить стойкость резца, но только в тех случаях, когда
чистота обработки це превышает VV- !К таким видам обра-
ботки можно отнести: сверление всех видой, предварительное
растачивание и чистовое растачивание неглубоких отверстий,
'фрезерование всех видов, (Строгание, нарезание крепежных
резьб. Осерненные масла (сульфофрезолы) могут дать на по-
верхности металла небольшие следы ржавчины.
При резании металла всегда происходит его налипание
на режущую кромку резца или засаливание абразивных
брусков. Примесь керосина к охлаждающей жидкости устра-
няет засаливание и налипание кусочков металла, особенно на
ч истов ых опер ациях.
134
Чистые растительные и минеральные масла, опадаю-
щие хорошей маслянистостью, применяют при особо ответст-
венных чистовых операциях: протягивании/ нарезании резьб,
чистовом растачивании всех видов, развертывании, полиро-
вании.
При нарезании каналов орудий применяют: 1) чистое рас-
тительное масло, 2) растительное масло в смеси с минераль-
ным,. 3) растительное масло в смеси с минеральным маслом
и керосином.
Жидкость необходимо тщательно очищать от механиче-
ских примесей, периодически фильтруя ее. После двухнедель-
ной работы жидкость необходимо полностью заменять; при
этом станок и баки надо тщательно вычистить и насухо про-
тереть, ,а маслопроводы проДуть. Отработанную жидкость
следует очистить от механических- примесей фильтрованием
и проверить анализом ее нейтральность. Если результаты
анализа окажутся удовлетворительными, можно смешать
отработанную жидкость с новой и пустить смесь в произ-
водство.
. При нарезании каналов орудий можне применять жидко-
сти следующих составов.
I. Минеральное масло ........55%
Растительное масло........40%
Керосин ..........5%
II. Минеральное масло ........ 75 — 85%
Растительное масло ........19 — 10%
Керосцн...... ......... 6 — 5%
3. Выбор режимов резания
Режим розария .при нарезании каналов орудий (характери-
зуется скоростью резания и толщиной стружки, так как ши-
рина стружки’ всегда /постоянна и равна ширине нареза. -
Наибольшие ско'роСти резания зависят от свойств обраба-
тываемого металла, материала резца, площади сечениясдруж-
ки, стойкости резца и качества охлаждающей жидкости.
Чистовые операции обработки, в особенности при повы-
шенных точности и чистоте обрабатываемой поверхности, от-
личаются тем, -что допускается очень небольшой изнОс режу-
щего инструмента. Объем снимаемой стружки не имеет пер-
востепенного значения. Скорость резания и площадь сечения
стружки часто зависят от формы и условий обработки дан-
ной детали на чистовых операциях.
Нарезание каналов орудий является продолжительной
135
чистовой операцией, когда нельзя допускать смены резцов
из-за поломки или износа их во время работы. Это условие
определяет выбор соответствующих режимов резания при
нарезании каналов орудий.
На основании практики можно привести следующие дан-
ные по обработке изделий из специальных сталей быстроре-
жущими резцами 'РФ-1 при стойкости резца в 120 мин.
Чистовое наружное обтачивание: скорость резания до
12 mJmuh, подача 0,3—0,5 мм на 1 оборот, глубина резания
0,5—1 мм.
Чистовое растачивание неглубоких отверстий перед раз-
вертыванием: скорость резания 15—20 м/мин, подача 0,3—
0,5 мм, глубина резания 1—1,5 мм. ।
Нарезание резьбы с шагом 4 мм: скорость резания до
8 mJmuh, число рабочих проходов 18, число зачищающих про-
ходов 6.
Нарезание резьбы с шагом1 10 мм: скорость резаУшя
8 м!мин, число рабочих проходов 28, число зачищающих
проходов 15.
Протягивание круглых отверстии1: скорость резания 1,5—
3,5 mJ мин и реже до 5 mJmuh, толщина стружки для стали
0,03—0,10 мм]зуб. '
Все чистовые операции характеризуются пониженными
скоростями резания и небольшими сечениями снимаемой
стружки, что обеспечивает получение точной и чистой обра-
ботанной поверхности.
Проведенные опыты по отделочным чистовые операциям
подтвердили полностью практику производства и позволили
сделать следующие выводы. Наилучшая чистота поверхности
получается при скоростях резания до 8 м/мин', начиная со
скоростей резания в 10 м!мин и до 40 mJmuh, будет зона ско-
ростей, при которых чистота обрабатываемой поверхности бу-
дет наихудшей, начиная со скорости ревания 50 mJmuh и выше,
чистота обработанной поверхности будет снова улучшаться.
Режимы резания, применяемые заводами при нарезании
каналов’ орудий, 'Приведены в табл. 11.
При первых _ двух проходах (установочных) толщина
снимаемой стружки не более 0*025—0,03 мм, а при послед-
них трех или четырех проходах (зачищающих) — не более
0.03 мм. С увеличением ширины и глубины нарезов толщину
стружки целесообразно увеличить до 0,08 мм (при ширине
нарезов до 1*2 мм).
Скорость рабочего хода, как правило, не превышает
5 mJmuh, скорость холостого (обратного) хода увеличивается
в 1,5—2 раза. ‘ >
136
Таблица И
Режимы резания при нарезании орудийных стволов
Диаметр канала мм Длина ствола мм Ширина нареза мм Глубина нареза мм Толщина стружки мм Скорость рабочего хода м!мин Скорос/ь холостого хода м1мин
76,2 3302 5,38 ' 0,76 0,04 . 4,75 12,3
100 4300 6,6 1 0,08 4,3 5,5
130 56G0 9,14 1,1 0,045 4,3 , 5,76
180 8600 8,14 2,5 0,05 4,75 ' 9,5
203,2 4500 6 2 0,045 3,9 7,2
366 135С0 7,9 2,5 0,05 4,75 9,5
Среднее — — 0,051 4,46 8,28
Нарезание каналов орудий нужно считать окончательной
чистовой операцией. Если полирование по наро,зам и приме-
няют, то цел^ его иная, нежели полировка гладких каналов.
При полировании удаляют только мелкие заусенцы и при-
дают зеркальность (гладкость) поверхности, но не снимают
заранее оставленного припуска.
Чистота поверхности канала ствола после нарезания дол-
жна соответствовать среднему значению между знаками чис-
тоты поверхности VVV и W- После полирования чистота
поверхности должна соответствовать WV-
На основании изложенного можно рекомендовать следу-
ющие режимы резания:
1. Скорость резания .при нарезании каналов орудий кали-
бром до 15O .jwjw—5—Д5 м!мин.
2. Скорость резания при нарезании канала орудия калиб-
ром более 150 мм—до 7,5 м!мин. v
3. Скорость резания при длине нарезной чайти ствола
длиной более 6000 мм — 6 м!мин.
4. Для первых двух или трех проходов толщина стружил
0,04 мм.^
5. Для всех средних рабочих проходов толщина стружки
0,05—0,08 мм.
6. Для последних'трех или'четырех проходов толщина
стружки не более 0,04 мм.
4. Определение машинного и штучного времени
Время, затрачиваемое на нарезание каналов орудий,
складывается из машинного времени 7^, вспомогательного
187
времени T всп, прибавочного времени ТПр и подготовитель# о$
заключительного времени' Тп-3, т. е. ,
Гш, = Ти + Гкп 4- Г„р + Т„.,. (ty.
< _ 1
Машинное время складывается из времени рабочего хода,
когда снимается стружка, и (Времени холостого (обратного)^
хода. , . , ' '
Машинное время подсчиты1вают по (следующей зависимо-
тти:
~ 1000 vcp ' Х ' ~k (мин-)’ (43)
где I — длина хода нарезательной головки в мм, всегда
равная длине нарезной части ствола плюс 4d на
вход и выход нарезательной головки из нарезной
части канала ствола;
^ср — средняя скорость нарезания, представляющая сум-
му скоростей рабочего и холостого ходов, делен-
ную на два;
х— число двойных ходов для группы нарезов, одно-
временно нарезаемых;
п — число нарезов в канале ётвола;
k—число резцов нарезательной головки.
Вспомогательное время складывается из (времени; затра-
чиваемого на пуск и остановку ставка, установку ствола на
станке и выверку ствола относительно направляющих станка
и стебля, подачу ((установку) резцов на толщину снимаемой
стружки, поворачивание и закрепление ствола (при переходе
от одной группы нарезов к другой, очистку стружки после
каждого рабочего хода, операционный (контроль нарезов, по-
дачу охлаждения, переключение скоростей с рабочего на
холостой х'оД, снятие ствола со стайка.
Обобщая опыт заводов, а также руководствуясь норма-
тивами м литературными данными, вепомогательное времр
..можно выразить в зависимости от машинного времени сле-
дующим образом:
При нарезании 76,2-лм/ стволов.............Гвсп = 0,22 Тм
Ш-мм „ ................ . 7ВСП =0,25Тм
- „ 152,4-мм ..........Гвсп =0,28Тм
: , , 200-Л£Л< и более.............Гвсп = 0,3 Ти
Е'оли длина нарезаемого ствола превышает 6000 мм или
число нарезов больше 55, То Гвсп = 0,34 Ти.
138
Если числю резцов нарезательной головки больше* ш4сти,
то приведённые вьйве данные нужно уменьшать на 10%.
Эти зависимости будут действительны только в том слу-
чае, если выключение (резцов перед холостым ходом и вклю-
чение перед. рабочим ходом производится автоматически-;
если же ото делается вручную, причем рабочему приходится
родить вдоль (станка для .каждого Двойного хода, то испомо-
iательное время увеличивается.
Прибавочное время для механических цехов составляет
(3-5).% 7 м.
Учитывая характер работы при нарезании каналов ору-
дий, прибавочное время во всех случаях нужно- брать -не бо-
лее 0,02 Тм.
В ^подготовительно-заключительное время входит изуче-,
ние чертежа., изучение технологической карты, получение'
контрольного инструмента, настройка станка для первых де-
[алей и сдача чертежа и технологической карты.
-Подготовительно-заключительное время всегда дается на
ia-ртию деталей и определяется на одну деталь в зависимо-
сти от числа деталей в партии. При нарезании каналов ору-
дий -всю рабеоу по настройке станка должен -выполнить про-
изводственный мастер или специальный мастер по настройке
станков. Поэтому подготовительно-заключительное время
-удет равно нулю?
Подсчитаем штучное -время для нескольких различных
лучаев нарезания каналов орудий.
1 случай. Расчетные данные: калибр ствола 76,2 мм,
длина нарезной части 2985 лглг, п=32, £ = 0,76, гр = 4,89 mImuh,
с г = 6,48 mImuh, гср = 5,68 mImuh, k — 4, х—17; два первых
прохода при а = 0,025 мм, следующие 12 проходов при
л = 0,05 мм и последние три прохода при а = 0,035 мм,
/ = 2985 4-4-76,2 = 3289,8 мм.
При этих условиях получим:
1. Машинное время
~ 2/ п 2-3289,8 32 1С-С
~ l000vcp ’ Х * k “ЮОи-5,68 ’ 4 —^7,6 МИН.
2. Вспомогательное время
7'всп = 0,22 Гм = 34,75 мйн.
3. Прибавочное время
74р = 0,02Гм = 3,15 мин.
4. Штучное время
Г.т = Тк 4- 7вСП 4- Гпр = 157,6 4- 34,75 4- 3,15 = 195,5 мйн.,
139
или
Тшт=3 часа 15,5 мин.
II случай. Расчетные данные: калибр ствола 121,92
(122) мм, длина нарезной части 5485 мм, и —44, t = 1,01 мм;
тр = 5 mImuh, ^=11,5 м/мин, тср=8,25 м/мин, k = 4,
х = 22, / = 5920 мм.
Тогда: ' . .
1. Машинное время
'г _ . v . J1 _ _ 2‘5920 «о . _Q50 мши
1000v Х k “ 1000-8,25 22 4 ~бООШИН.
up
2. Вспомогательное время
- ТВСп~0,257'м-~87,5 мин.
3. Прибавочное время
ТПр = 0,027м=7 мин.
4. Штучное время
Гшт = К + Т’всп + ^пр = 350 + 87,5 + 7 = 444<£ мин. .
или
Тшг = 7 ч. 24,5 мин.
Из приведенных расчетов видно, что производительность
нарезания ib основном записит от числа .резцов нарезательной
головки и от размеров .‘нарезаемого ствола, так как все
остальные составляющие если и изменяются, то на неболь-
шую величину и существенного влияния на производитель-
ность оказать не могут.
5. Полирование и хонингование каналов
После нарезания канал полируют по нарезам на специаль-
ном полировочном станке.
Полирование уничтожает шероховатости поверхности на-
резов, удаляет из канала мелкие заусенцы, округляет края
граней, придает гладкость и зеркальность поверхности. В от-
дельных случаях путем полирования удаляют частотно или
полностью дефекты/возникающие при нарезании канала'(на-
диры, дробление и царапины).
При полировании пользуются специальной деревянной го-
ловкой ' с углублениями на поверхности для полей нарезов
(фит. 54). Длина полировальной головки 100—200 мм; более
длинные головки служат для стволов калибром 200 мм tj
более. Давление головки на поверхность канала осуществи
ПО
ляется при помощи клина. Поверхность полировальной Золов-
ки соприкасается с поверхностью ...канала ствола не более
чем на 2/з окружности; поэтому для полирования всей
поверхности канала необходимо ствол поворачивать.
Стволы калибром до 170 мм • поворачивают три раза,
а стволы калибром более 170 мм — четыре раза.
Полировальную головку обильно омачивают веретенным
маслом и посыпают наждачным порошком. Одной затравкой
наждачного порошка делают 10—15 . двойных проходов,
Фиг. 54. Полировальная головка.
после чего необходимо вновь смочить полировальную голов-
ку веретенным маслом и посыпать наждачным порошком.
Для полирования ствола в одном направлении головку за-
правляют 2—4 раза в зависимости от чистоты поверхности,
полученной при'Нарезании канала.
Таким образом весь процесс полирования можно разде-
лить на три части: предварительное (черновое), получи сто-
вое и чистовое полирование. Сначала канал ствола по Всем
нарезам необходимо полировать наждаком зернистостью 36,
при получистовом полировании необходимо применять наждак
зернистостью 46 и при последнем чистовом полировании
нужно брать наждак зернистостью 60 и даже 80.
Наждак зернистостью 20 или 24 более низких номеров
применять нежелательно, так как он дает грубую полировку
с крупными1 царапинами. Точно так же не следует смешивать
наждак разных размеров, так как это противоречит основ-
ным принципам процесса полирования.
В отдельных случаях для получения более гладкой по-
верхности можно дополнительно полировать специально
заправленной головкой. В этом случае головку покрывают
тонкой шерстяной тканью, обильно смачивают веретенным
маслом и применяют пасту ГОИ.
При переходе от одного номера наждака к другому не-
обходимо тщательно протереть канал и полировальную го-
ловку, чтобы ‘ удалить наждак, оставшийся от предыдущей
полировки, иначе на поверхности будут получаться отдель-
ные крупные царапины.
141
При полировании канала по нарезам ствол закрепляю^
неподвижно, а стеблю станка с полированной головкой сооб*
щают возвратно-поступательное прямолинейное -и вращатель*!
ное движения — в соответствии с крутизной нарезав.
Скорость перемещения стебля вдоль оси ствола в сред-’
нем составляет 8,6 м!мин. Удаление всех штрихов и отДель-:
ных царапин при 'полировке представляет трудную задачу;
добиваться этого не всегда целесообразно, так как в отдель-i
ных случаях можно ухудщить качество канала ствола. По-;
еле полирования чистота поверхности канала ствола по на-i
резам и по' полям должна приближаться к vvv, а для
каналов орудий калибром менее 100 мм должна соответство-
вать т.
Если в канале ствола имеются дефекты, например дроб-
ление, надиры, крупные царапины или срезанные по ширине
поля, то применяют специальные рдносторонние полироваль-
ники. На поверхность такого полировальника наклеивают
полоски наждачного полотна требуемой зернистости и произ-
водят так называемое местное полирование. Однако полное
удаление дефектов с поверхности канала вызвало бы мест-
ные углубления, что в свою очередь является дефектом. По-
этому такое полирование должно только уменьшить дефект
и сгладить остроту надиров на металле.
Для обеспечения чистоты поверхности нарезов (поверхно-
сти впадины и граней) надо применять комплект чистовых
резцов, устанавливаемых в головку вместо обдирочных рез-
цов, которыми предварительно нарезали канал. Черновым
комплектом резцов обрабатывают нарезы не на полную ши-
рину' и глубину и при повышенной скорости резания. Чисто-
вой же комплект резцов обеспечивает гладкую, чистую по-
верхность нарезов, причем резцы меньше изнашиваются.
Однако зеркально чистая поверхность нарезов не дает
больших преимуществ в отношении службы стволов. Отдель-
ные штрихи при первых же выстрелах покрываются медью,
'а если омеднение канала представляет тонкий равномерный
слой, то такое омеднение весьма выгодно.
Машинное время ори полировании определяется по сле-
дующей формуле:
04)
где /—.длина хода стебля в мм, равная длине нарезной
части ствола плюс на вход и выход головки;
х—число двойных ходов за одну заправку, в сред-
нем х = 12;
142
a—количество заправок для полирования пб'в&рхно’
сти канала ствола в каждом направлении, в сред-
нем а — 3;
h — количество направлений (от 2 до 4), в среднем
b *= 3;
<v — скорость перемещения стебля по оси канала
в mImuh**
Вспомогательное время по отношению к машинному в
среднем будет
- Т’всп^ (0,12 - 0,16) Тм.
Определим штучное время для полирования канала
ствола.
Расчетные, данные:
/==5820 мм, х=\2, Ь — 3, и = 8,5 м]мин.
Тогда
2-l-xab 2-5920-12-3-3 i кп л „„„
ГМ----100бГ~ = 1000'8,5 ~ 50,4 МИН-
Лсп = О,157'м = О, 15-150,4 = 22,56 мин.
ТШт== 172,96 мин. или ТШт=2 часа 52,6 мин.
Если на поверхности канала ствола имеется ржавчина,
то ее удаляют обычным полированием. При первой заправке
полировальную головку смачивают веретенным маслом с ке-
росином; предварительно канал ствола чистят банником
обычным порядком. Зернистость наждачного порошка
должна быть не менее 36, если же налет ржавчины неболь-
шой, то не менее 46.
Хонингование каналов орудий, предоставляющее собой
мокрое шлифование, является сравнительно новым процессом
и производится на специальных станках. Обычно обрабаты-
ваемая деталь вращается сю скоростью 5—6 м[мин, а хона
вращается со скоростью 2'5—40 м!мин >и перемещается пря-
молинейно вдоль канала со скоростью 6—8 м/мин. Можно
так,же хонинговать деталь, закрепив eel неподвижно. Для
предварительного хонингования применяют абразивные
бруски зернистостью 150—230, а для чистового — зерни-
стостью 250—400.
Обработку ведут при обильной подаче Жидкости Лк ото рая
омывает всю головку. Вопрос о составе жидкости и ее ко-
личестве еще недостаточно изучен. В производстве приме-
няют смесь керосина с веретенным маслом; керосина чпри
этом берут до 45%. В США употребляют следующую ;смесь:
керосина 64%, олеиновой кислоты 35% и ’ эвкалиптового
масЛа 1% или смесь 70a/#j керосина и 30% жйвотных жирбй.'
148
Жидкость должна обладать хорошими охлаждающе-смазы-
•^ающими свойствами и не засаливать абразивных брусков.
До недавнего времени хонингование применяли для об-
работки1 гладких каналов1' орудий до нарезания их и этим
исключали операцию полирования. Последние опыты пока-
зали, что хонинговать 'каналы орудий после нарезания их
значительно выгоднее, чем 'полировать или хонинговать до
нарезания. Обрабатываемая Поверхность'Тканала при хонин-
говании после нарезания уменьшается почти в три раза, от-
чего машинное время сокращается в 2,5 раза; уменьшается
также износ абразивных брусков, зз»
При чистовом растачивании каналов орудий для нареза-
ния надо обрабатывать их, лучше и точнее, чем в том случае,
когда хонингование производят после нарезания.
Для? хонингования каналов после нарезания оставляют
припуск в 0,08—0,16 мм на диаметр. Поверхность каналов
орудий по полям после хонингования получается чистой,
гладкой, без рисок и царапин.
Конусность канала после хонингования можно уменьшить
до 0,02 — 0,04 мм, овальность устраняется почти совершенно
и не превышает 0,05 мм.
Но хонингование не исключает полирования каналов ору-
дий по нарезам, поэтому хонинговать надо после полирования
по нарезам.
6. Контроль каналов орудий
Контроль каналов орудий можно разделить на четыре
вида:. 1) перед нарезанием канала, 2) во время нарезания и
полирования, 3) после нарезания и полирования, 4) после
испытания 'ствола стрельбой.
Для проверки каналов орудий применяют следующие
приборы и инструменты:
1) звездки для измерения Диаметра канала ствола по
полям и по нарезам;
2) звездки для измерения диаметра каморы;
3) специальные калибры и приборы для измерения ка-
моры;
4) шаблоны 'Ч^ирины полей и ширины нарезов;
5) гладкие калибры или оптическая звездка для изме-
рения кривизны канала.
Кроме, того, измеряют угол крутизны нарезов, осматри-
вают поверхность канала при помощи оптической трубы,
снимают слепки и фотографируют отпечатки слепков и по-
верхность канала.
144
Звездками измеряют диаметры камор и каналов стволов
перед нарезанием в горизонтальном и вертикальном на-
правлениях по всей длине черев каждые 50 мм и в отдель-
ных случаях через 100 мм. После нарез амия и полирования
нарезную часть канала’ орудия измеряют звездкой до и пос-
ле стрельбы.
Сначала измеряют канал ствола по нарезам /в горизон-
тальном и вертикальном направлениях, а затем диаметр
канала по полям в горизонтальном и вертикальном направле-
ниях. Необходимо всегда измерять канал по рядом рас-
положенным полям, начиная от измеренного нареза; это
очень важно для сравнения обмеров до и после Испытания
стрельбой.
Действительную глубину нарезов определить звездкой
нельзя. Вычитая полученный размер диаметра по полям d из
действительного размера диаметра по нарезам dw получаем
сумму глубины двух нарезов, по которой о глубине каждого
нареза можно судить только ориентировочно.
Располагая данными о настройке нарезательной головки
и данными осмотра с помощью оптической трубы, получаем
значения глубины нарезов:
Действительную глубину нарезов измеряют шаблонами
только со стороны дульного среза.
В производстве применяют достаточно точные механиче-
ские звездки {тянущего типа) для измерения диаметров ка-
налов орудий от 37-лш калибра до наибольших калибров
(фиг. 55). Каждая звездКа Служит для измерения ствола
только одного калибра. Диаметры можно измерять в интер-
валах от 4 до 10 мм в большую или меньшую сторону от
номинала, пользуясь постоянным направляющим кольцом и
измерительными контактами (наконечниками).
Больший предел относится к звездкам калибром более
180 мм. Так, 37-мм звездкой можно измерять диаметры ка-
налов от 34 до 42 мм; 7Ъ-мм звездкой можно измерять диа-
метры каналов от 72 д!о 80 мм и т. д. Точность показания
механических .звезд ок при измерении равна + 0,02 мм, а для
дюймового измерения 0,001" (0,0254 мм).
Механическая звездка1 (фиг. 55) состоит из цилиндра
головки 1, переднего колпака 2, корпуса головки 3, коло-
док 4, измерительных контактов (наконечников) 5, пластин-
чатых пружин с винтами 6, клина 7, шарнирно соединенного
1 л ' - 145
Ш Нарезание орудийных стволов
Фиг. 55. Механическая авеадка тянущего типа.
*
тягой 8, стебля 9 с делениями на наружной поверхности.
Стебель может состоять из отдельных труб, скрепляемых
муфтами 10. Стебель прикрепляется к корпусу головки вин-
тами а. Кроме того, звездка снабжена направляющими втул-
ками f, переходной направляющей втулкой 11, основной но-
ниусной линейкой 12, корпусом державки 13, установочной
планкой с нониусными делениями 15, микрометрическим вин-
том 16 и стопорным винтом 17.
Для точного направления измерительных наконечников
по нарезам или по полям на цилиндрическую поверхность
корпуса надевается бронзовое натравляющее кольцо с не-
сколькими выступами, входящими в нарезы. *
Кольцо устанавливают перед измерением и закрепляют
его стопорным винтом. Уклон клина 7 составляет Vs или Vie,
чаще применяют клин с уклоном Vs, так как это удобнее и
при измерении получается меньше ошибок.
На звездках дюймового' измерения основная шкала в 1"
разбита на 20 частей, так что одно деление равно Уго", т. е.
1,27 мм. Девять делений основной шкалы (Vao") отложено
на шкале нюниусной планки тяги и расстояние между край-
ними штрихами разделено на 10 равных частей, т. е. одно
деление нониуса равно V20: 10 — VW. Точность показания
звездки без учета передачи клина равна' разности между
делениями 'основной шкалы и одним делением нониуса, т. е/
_J__________________________9_ _ l/z
* а~~20 200 200*
Точность* показания звездки с учетом передачи клина
будет
20б ’ юоо мм.
Ошибки при измерении механической звездкой зависят
от исполнителя, производящего обмер, и могут быть обуслов-
лены следующим: неточное совмещение делений по. но-
ниусу может дать ошибку в +0,025 мм\ слабое или сильное
натяжение тяги даст ошибку в +0,01 мм. Точность изготов-
ления звездки (в основном клина) и делений нониуса согла-
сно паспорту составляет +0,02 мм. Если действительный
диаметр канала ствола по полям равен 76,25 мм, то измере-
ние до стрельбы может показать отклонение, равное сумме
всех возникающих ошибок. До стрельбы можно получить
размер 76,195 мм, а после стрельбы размер в этом же сече-
нии может оказаться равным 76,305 мм, т. е. диаметр канала
ствола увеличится на 0,11 мм. Это может привести к лож-
10*
147
ному выводу, что якобы ствол получил раздутие на 0,11 мм
(иногда (Можно получить разницу до 0,13 мм). Если к этому
добавить ‘естественное увеличение канала ствола после ма-
лого контрольного испытания стрельбой, что для данного ка-
либра доходит до 0,03 мм, то разница в измерениях- может
составить до 0,16 мм.
По существующим инструкциям и техническим условиям
такой ствол нужно забраковать, как имеющий раздутие,
'Или принять на службу как не вполне кондиционный. В дей-
ствительности же ствол может быть хорошего качества, а по-
казатели раздутия представляют ошибки измерений, являю-
щиеся следствием, как показывают исследования, неаккурат-
ного обращения с прибором при измерении.
Каморы .измеряют звездками таким же образом.
Во всех случаях при измерении звездками получается не
действительный размер, а отклонение от определенного
условного размера. Перед измерением устанавливают нониус
при помощи набора калиброванных колец. Получаемые при
измерении отклонения записывают так, как указано1 в
табл. 12 и на фиг. 56.
Таблица 12
Показания з в ездки (фиг. 56)
Длина мм По нарезам =155,4+°’15 По полям Л «= 152,4 + °’16
по Г по В по, Г по В
во 4-0,04 4-0,04 4-0,02 * [-0,02
100 Ц-0,08 4-0,04 --0,02 -0,02
150 4-0,08 4-0,06 --0,04 -0,02
200 Д-0,04 -1-0,06 --0,04 -0,04
250 4-0,02 4-0,08 —0,04 -0,06
300 4-0,02 +0,08 +0,08 -0,08
350 4-0,04 +0,08 —0,12 -0,08
400 40,04 4-0,10 —0,14 4-0,06
450 4-0,06 +0,10 --0,12 4-0,06
воо --0,06 4-0,12 —0,10 4-0,06
550 •.-0,06 4-0,12 --0,08 4-0,04
600 4-0,06 +0,10 4-0,06 4-0,06
Каморы гильзового заряжания -измеряют специальным
•прибором,-представленным на фиг. 57, где 1 — разрез ство-
ла в камерной части, 2— тяга прибора, 3 — калиброванное
кольцо, 4— гайка и контргайка, закрепляющие калиброван-
ные кольца на тяге, 5 — 'направляющий конус подвижной
рамки, 6 — стопорный винт, 7 — упоры подвижной рамки,
148
8—।рукоять тяги, И — деления и нониусная линейка. Все
размеры на чертеже относятся к каморе канала ствола. Для
прибора необходимо иметь комплект из пяти калиброванных
колец. За номинальный наружный диаметр кольца прини-
мают расчетный размер диаметра каморы для
меряемого участка. Допуск на изготовление
кольца по наружному диаметру принимают по
второму классу скользящей посадки для вала,
но не более 1/з допуска на диаметр каморы.
Кольцо стальное закаленное.
При нарезании каналов орудий рабочий
пользуется шаблонами для измерения шири-
ны нареза и ширины полей (фиг. 58) и штих-
массами (проходным и непроходным) для из-
мерения диаметра канала по нарезам (фиг. 59).
Для упрощения изготовления штихмассов
номинальный размер проходного штихмасса
целесообразно увеличить не более чем на Vs
допуска на изготовление диаметра канала по
нарезам, а допуск на изготовление штихмасса
дать с минусом (в тело), равным Vio допуска
на изготовление диаметра канала по нарезам.
Например, размер диаметра канала по наре-
зам 207,2+°- мм. Тогда размер проходной сто-
роны штихмасса будет — 207,224 у0,018 мм.
а непроходной — 207,410~0,020 мм.
каждого из-
Фиг. 56. Изме-
рение канала
звездкой.
Этим обеспечивается допуск на износ штихмасса, а располо-
жение допусков не противоречит.ОСТ. Устанавливая величи-
Фиг. 57. Прибор для измерения камор гильзового заряжания.
ны допусков для штихмассов, необходимо учитывать допуски
для канала ствола.
149
,б,ог^
п
К.шб
6,315
Фиг. 68. Шаблоны для измерения ши-
рины нарезов и полей канала орудий.
При mpoeepKie ширины нареза1 шаблонами проходная сто-
рона должна с одинаковым просветом прилегать по всему
профилю нареза. Можно применять шаблоны для одновре-
менного измерения ширины двух нарезов и двух полей. Шаб-
лоны накладывают на нарезы и осматривают просветы (зазо-
ры), размер которых про-
веряют щупами.
Кривизну каналов про-
веряют гладкими калиб-
рами, представляющими
полый цилиндр, термичес-
ки обработанный. С обо-
'их торцов цилиндр за-
крыт крышками на резь-
бе. Калибр делают по-
лым, чтобы уменьшить
его вес. Срезы торцов
закруглены (/?^4 мм),
чтобы исключить возмож-
ность заклинивания ка-
либра в канале. Длину
калибра определяют рас-
четом, учитывая допусти-
мую кривизну ствола.
Для каналов орудий
длина калибра состав-
ляет 3d—3,5d. Наружную поверхность калибра точно обраба-
тывают,__причем чистота поверхности должна быть не
менее , vvv.
Номинальный диаметр гладкого калибра должен быть
меньше поминального диаметра канала ствола по полям на
Фиг. 59. Шгихмасс для измерения диаметра канала по нарезам.
половину допуска для Обработки канала ствола по диаметру;
в (численном выражении это составляет 0,05—0,16 мм. Мень-
ший предел относится к каналам меньше 76,2 мм, а боль-
ший — к орудиям калибром более 250 мм.
Например; для измерения каналов 76,2-mm калибра но-
минальный размер наружного диаметра гладкого калибра бу-
дет 76,12 мм. Допуск на изготовление калибра по наружно-
му диаметру дается с минусом в пределах 0,02—0,04 мм.
150
д1еньший предел для диаметров менее 76 мм, больший — для
Диаметров более 250 мм. Исполнительный размер гладкого
калибра по наружному диаметру для 'канала ствола калиб-
!м 152,4+0>15 будет равен 152,325“э>03 мм.
Кривизну канала измеряют гладким калибром перед на-
занием, после нарезания и полирования по нарезам и по-
е контрольного испытания стрельбой.
В производстве широко пользуются индикаторной звед-
й, точность показаний которой равна +0,01 мм. Настраи-
ть эту звездку сложнее, чем механическую, а получаемые
и измерении результаты равноценны результатам измере-
я механической звездкой.
j Для измерения диаметров к аналои орудий менее 100 мм
применяют автоматическую звездку. Она удобна при снятии
рбмеров в каналах только у одного рабочего (места, т. е.
когда детали подают к звездке, так как она бывает непод-
вижно закреплена на специальном верстаке. Точность пока-
заний звездки +0,02 мм. Эта звездка на заводах мало рас-
пространена.
Оптическая звезДка большого распространения в произ-
водстве не имеет и скорее служит дополнительным кон-
трольным инструментом при необходимости более точного
измерения или при разрешении спорных вопросов, возник-
ших при измерении механической звездкой. Оптической
звездкой можно измерять диаметр канала ствола, кривизну
канала и крутизну нарезов. Точность показания звездки для
диаметральных измерений +0,01 мм, для измерений крутиз-
ны нарезов +6'.
В производстве Крутизну нарезов проверяют путем про-
верки нарезательного станка, как это описано выше.
Канал орудия осматривают с помощью оптических труб,
чтобы выявить дефекты на поверхности канала. Осмотр про-
изводят перед нарезанием канала, после нарезания и поли-
рования (до испытания стрельбой) и после контрольного ис-
пытания стрельбой. Сначала поверхность осматривают при
помощи оптической трубы кругового осмотра (общий осмотр),
а затем трубы бокового осмотра (местный более точный
осмотр). При обнаружении характерных дефектов поверх-
ность фотографируют и снимают слепки.
7. Нарезание по методу сжатия
Отличительным признаком этого метода является то, что
снимать стружку начинают у дульного конца орудия и за-
канчивают в каморе. Стебель работает в невыгодных усло-
151
виях, „так как подвергается изгибу от сжатия. Стебель и нд-
резательная головка на рабочем ходу вращаются против ча-
совой стрелки, если смотреть от .казны. /
Этот метод нарезания, применяемый в редких случаяк,
является сравнительно новым. Стебель станка должен быть
достаточно жестким, чтобы он не мог изгибаться и коле-
баться (дрожать) во время работы. Каналы нарезают по
методу сжатия только тогда, когда наружный диаметр стеб-
ля более 150 мм и поддерживается промежугочными На-
правляющими опорными стойками. J
При описании нарезательной головки типа Уайт подра-
но указаны недостатки и преимущества головок при так^м
методе работы?.. Длину нарезной части ствола при таком ме-
тоде работы ,нужно брать в дульной части с припуском
1,2cf-т— 1,6с?; этот припуск отрезают после окончательного
нарезания канала. Дрожание резко уменьшается, когда на-
резательная головка входит в канал ствола на длину, рав-
ную 2/з длины направляющих бронзовых полозков.
В остальном технология нарезки каналов орудий, кон-
троль и режимы резания остаются такими же, как описан>
выше.
Возникает вопрос, чем вызвано применение 'метода, соз-
дающего невыгодные условия работы для стебля, особенно
при многорезцовых головках? Это вызвано тем, что только1
при таком направлении рабочего хода по каналу, как в го-
ловке типа Уайт, не требуется делать в корпусе головки спе-
циальных карманов для стружки, так как стружка двигает-
ся впереди головки. При обработке многорезцовыми голов-
ками снимается большое количество стружки, которую раз-
местить в карманах головки невозможно.
8. Протягивание нарезов
За последние годы в машиностроении стали широко при-
менять протягивание цилиндрических, многогранных шлице-
вых отверстий и плоскостей.
Протягивание представляет большие преимущества перед.,
другими чистовыми операциями в отношении увеличения про-
изводительности, точности обработки и получения чистой
поверхности взаимозаменяемых деталей.
Гладкие каналы орудий перед нарезанием' обрабатывают
последовательно четырьмя протяжками, из которых каждая
имеет восемь ножей: пять рабочих ((режущих) и три калиб-
рующих. Толщина стружки, сним(аем'ой каждым рабочим но-
152
жом, — 0,04 — 0,05 мм, а калиб|рующ1и1м(—(до 0,01 .'мк. Во
всем комплекте из четырех протяжек имеется 20 рабочих и
12 калибрующих ножей, которые снимают до 1 мм на диа-
метр.
По1сле протягивания точность канала повышается по сра-
внению с чистовым растачиванием, уменьшаются конусность,
эллиптичность и чедвизна.
Опыты протягивания нарезов в каналах орудий дали
исключительно хорошие результаты. Нарезы протягивают
несколькими протяжками, количество которых зависит от
глубины нарезов. Количество режущий? зубьев, следующих
один за другим по> одному и тому же нарезу, не должно
превышать 12. ш .
Протяжки могут быть сборные и цельные. Сборные про-
тяжки состоят из ряда насадных дисков с выступами по
окружности, которые являются (резцами. Число выступов
равно числу нарезов. Диски насаживают на стержень (шток-
оправку) с продольной по всей длине шпонкой, которая на-
правляет диски и не позволяет им смещаться во время ра-
боты. Зубья протяжек должны строго соответствовать кру-
тизне нарезов. Это представляет некоторые трудности при
изготовлении сборных протяжек.
Между ножами на шток насаживают специальные муф-
ты /с карманами для стружки. Преимуществом Сборной про-
тяжки является возможность замены изношенных ножей,
тогда как цельная протяжка выходит из строя при износе
одного зуба.
Для протягивания нарезов в каналах орудий пользуются
специальными протяжными станками. Можно настроить про-
тягивание на обыкновенных нарезательных станках, но пред-
варительно' необходим'о проверить на прочность слабые
звенья станка.
Протянутые нарезы получаются требуемой точности,
а чистота поверхности лучше, чем при нарезании головками.
Производительность работы в несколько раз выше, чем при
пользовании четырех- или шести резцовыми головками.
Сложность изготовления и4 настройки протяжек пока огра-
ничивает широкое внедрение их в производство'.
9. Некоторые методы нарезания каналов орудий
Фрезерование нарезов
По литературным данным известно, что в Германии про-
ведены опыты' по фрезерованию нарезов в каналах орудий.
Такой способ нарезки каналов (предложен обществом
\ 18®
«Рейнметалл-Бюрзит» (Дюссельдорф, пат. 661413). Вое' наре-
зы канала ствола обрабатывают при одной установке станка
методом обкатки. После настройки и пуска станка в код он
не требует обслуживания ’вплоть до полного изготовления
нарезов. Благодаря этому рабочий может за это время нала-
дить и обслужить еще один станод.
Фиг. 60. Прибор для фрезерования нарезов.
На направляющих колодках 10 прибора (фиг. 60) нахо-
дятся салазки 13; эти салазки при помощи стебля подачи 2
передвигаются вдоль оси ствола. На салазках помещен ко-
жух, могущий вращаться в подшипниках 8 вокруг оси X—X.
В подшипниках этого кожуха вращаются червячный обкат-
ный фрезер 7 и соединенная с фрезером червячная шестер-
ня 12, которая приводится во вращение червяком 6. Враще-
ние червяка 6 осуществляется при помощи вала 3, который
расположен внутри стебля 2. Вал 3 имеет два карданных
сочленения Л и 5 для соединения с червяком 6 под некото-
рым углом, изменяющимся с изменением крутизны нарезов.
Положение фрезера 7 и кожуха в соответствии1 с углом кру-
тизны нарезов достигается при помощи болта 9.
154
Если же нарезы должны обрабатываться с переменой
(прогрессивной) крутизной, то поворачивание фрезера 7 осу-
ществляется дополнительным приводом от валика 14, чер-
вяка 11 и червячной шестерни 15 вокруг оси X— X. Полу-
чаемые нарезы ствола 1 не имеют дефектов по ширине и пэ
глубине, чистота поверхности обеспечивается в соответствии
с чертежом.
Конструкция этого прибора по своей идее оригинальна и
заслуживает детального производственного изучения. Надо
полагать, что таким способом можно обрабатывать только
нарезы каналов орудий диаметром более 150 мм, так как
конструктивное размещение довольно большого количества
деталей (Прибора трудно осуществить в 'каналах стволов
меньшего диаметра. Осмотр каналов орудий, изготовленных
в Германии ,в 1940 г. фирмой «Рейнметалл», показывает, что
они нарезаны обычными нарезательными головками, а не
путем фрезерования.
Из этого можно сделать вывод, что данный прибор яв-
ляется опытным, а не прибором для массового изготовления.
Нарезание конических каналов
За последние годы на вооружение артиллерии стали по-
ступать системы с коническими' стволами. Диаметр канала
по полям и по нарезам уменьшается к дульному срезу при
постоянной глубине нарезов. Например, номинальный
диаметр у дульного среза' равен 20,8 мм, а на расстоя-
нии 1100 мм от дульного среза к каморе диаметр по полям
равен 28 мм, т. е. разница доходит до 7,2 мм. Можно ска-
зать, что уклон конуса в таких каналах орудий составляет
в среднем 0,0025—0,0035. Ограниченность применения таких
орудий не дает возможности привести более полных данных
по устройству конических каналов орудий.
Мето'д нарезания конических каналов орудий и техниче-
ские указания по проектированию процесса здесь не при-
ведены. Надо только отметить, что конические каналы мож-
но нарезать на обычных нарезательных станках, вводя спе-
циальное приспособление. По нашему мнению это приспо-
собление можно использовать на любом нарезательном
станке, если применить непрерывную передачу к внутренней
тяге стебля и нарезательной головке. Приспособление может
состоять из нескольких деталей и позволяет медленно (в соот-
ветствии с падением конусности канала) перемещать тягу
155
относительно стебля, чтобы изменять наружный диаметр
направляющих подшков и резцов головки.
Такое приспособление, которое будет иметь передачу от
рейки на станине станка, гитару и винтовую передачу на
тягу, можно легко разместить на столе каретки.
Более Сложным представляется конструктивное оформ-
ление иарезательной головки.
Конструкция существующих нарезательных полов ок в
части крепления резцов особенного изменения не потребует,
но в регулировку направляющих полозков придется в каж-
дом отдельном случае вносить особые изменения. Можно,
например, связать направляющие полозки с резцовым кли-
ном или разместить направляющие полозки в .пазах нареза-
тельной головки и перемещение их в конусных пазах голов-
ки осуществлять непосредственно через внутреннюю тягу.
Резцы для нарезания конических каналов принципиально не
будут отличаться от обычных нарезательных резцов.
Подача резцов на толщину снимаемой стружки, включе-
ние и выключение резцов могут быть осуществлены как и
при обычном нарезании каналов орудий.
Располагая данными, о конусности каналов орудий, мож-
но приступать к проектированию механизмов приспособле-
ния для станка и нарезательной головки для конических ка-
налов орудий. Нарезание цилиндрических каналов орудий,;
но с переменной глубиной нарезов осуществить значительно;
легче, так как -здесь направление нарезательной головки по?
каналу в конструктивном и кинематическом отношении оста-
нется неизменным, как и при обычном нарезании каналов
орудий. Такие стволы в нашей артиллерии изготовляли еще
в 70-х годах XIX века. ‘
Таким образом нарезка конических каналов орудий с
постоянной пли переменной глубиной нарезов возможна на-
существующем оборудовании, только' нужно переделать на-
резательную головку и ввести дополнительный механизм в
каретку станка.
Нарезание каналов орудий с переменной шириной нарезов
В первом разделе приведены данные японской пушки с
переменной шириной нарезов, причем ширина нареза умень-
шается по направлению к дульному срезу.
156
Нам неизвестна технология нарезания таких орудий^. Нри-
меняемая в ’Яйвонюкой промышленности, однако в первом
приближении можно утверждать следующее: нарезание
является несколько сложным и производительность рабо-
ты, видимо, меньше, чеу при нарезании обычных ка^
налов.
Проектирование технологии для получения нарезов пере-
менной ширины -может пойти по двум направлениям.
Во-первых, предварительное изготовление нарезов по-
стоянной ширины, не превышающей ширины нареза в дуль-
ной части ствола (метод обычного нарезания). Окончательное
уширение полученных -нарезов надо начинать с каморы и
сводить на-нет к дульной части; Таким образом обработки
будет происходить в два приема и будет мало производи-
тельной. Положение резца при уширении нарезов можно ре-
гулировать путем смещения копира на требуемую величину
на определенных участках длины ствола.
Во-вторых, можно нарезать канал ствола, изменив суще-
ствующую конструкцию нарезательной головки и резцов.
Разработка таких конструкций нарезательных головок
практического интереса для производства не представляет,
так как применение этих стволов ограничено.
Нарезание каналов головкой с односторонним расположением резцов.
Конструкция такой нарезательной головки показана выше
(ом. фиг. 42). Нарезают одновременно только два рядом
расположенных нареза. Чтобы с одной установки резцов на
толщину стружКи прорезать вое нарезы, ствол поворачивают
с помощью делительного механизма после каждого двойно-
го хода. Когда все нарезы нарезаны с первой установки
резцов по глубине нарезов, резцы подают вторично и опять
прорезают все нарезы уже на следующую глубину. Так об-
рабатывают канал до тех пор, пока не получатся нарезы
полной глубины.
К недостаткам такого метода нужно отнести следующее.
Принято считать, что с уменьшением количества установок
или поворотов (закреплений) изделия точность обработки
увеличивается, а вспомогательное время уменьшается. Коли-
чество ’ошибок увеличивается с увеличением числа переста-
новок или закреплений изделия на одном и том же станке.
Это действительно в том случае, если для установки
изделия или инструмента нет специального кондуктора (при-
способления), точно фиксирующего’ положение изделия и ин-
157
струмента. Так, например, при установке ствола орудия на
нарезательном станке первоначальная установка ствола мо-
жет нарушиться при большом количестве поворотов ствола,
равном .количеству двойных проходов.
Ошибки в ширине нареза возникнут скорее, так как это
зависит от степени точности работы делительного' механизма,
поворачивающего ствол.
Время, необходимое для нарезания ствола по такому ме-
тоду, если принять данные, приведенные для случая II
(см. § 4), составит:
1. Машинное время
zp 2/ п 2-5920 лп 44 СлС
1000vct1 Х 1000-8,25’22 ’ "2~“^м — 695 МИН.
2. Вспомогательное время для данного случая будет не
менее 0,3 Т м, так как количество поворотов ствола будет
968, тогда как раньше было только 11 поворотов, поэтому
7'всп = 0,ЗТм=0,3-695 = 208,5 мин.,
т. е. увеличение в 2,4 раза.
3. Прибавочное время
Т’пр « 0,02 Тм = 13,5 мин.
4. Штучное время
+ Твсп 4- Гпр = 695 + 208,5 +13,5=917 мин.,
или 15,28 часа (против 7 час. 24,5 мин.).
Получается значительная разница по Сравнению с наре-
занием четырехрезцовой нарезательной головкой, а по сравне-
нию с шестирезцовой или многорезцовыми головками эта
разница- возрастет во много раз. Учитывая пониженное ка-
чество и Низкую (производительность работы по этому мето-
ду, нужно признать его неудовлетворительным.
10. Ручная обработка нарезов
В ручную обработку входят все Слесарные операции, свя-
занные с зачисткой мелких заусенцев и закруглением острых
граней. При выходе нарезательной головки на дульном
срезе получается срыв струлйки и образуются острые края
граней. Поэтому дульный срез обрабатывают вручную лич-
ными напильниками, придавая ему .очертания, требуемые
158
чертежом. Операция несложная и непродолжительнай/ но
требует равномерной обработки. I
Отдельные дефекты в канале ствола (небольшие выколы,
надиры, царапины, дробление) окончательно не выводят, но
неровность поверхности сглаживают шабрением или ручными
полиров альниками.
В зависимости от размеров и количества дефектов (даже
частичное их устранение может отнимать много времени.
11. Контрольные вопросы
1. Какие способы нарезания каналов орудий применяют
н производстве?
2. Какие жидкости применяют при нарезании каналов
орудий и свойства этих жидкостей.
3. Какие скорости резания применяют при нарезании ка-
налов орудий?
4. Какой толщины стружка снимается при нарезании ка-
налов орудий? Почему?
5. Как полируют каналы орудий?
6. Каким' инструментом контролируют каналы орудий и
последовательность его применения.
7. Какие ошибки Возможны при измерении механической
звезд кой?
8. Как измеряют каморы каналов орудий?
9. Как измеряют кривизну канала?
VI. ДЕФЕКТЫ НАРЕЗОВ В КАНАЛАХ ОРУДИЙ
При нарезании каналов орудий могут быть дефекты:
1) металлургического происхождения, 2) дефекты механиче-
ской обработки, измерения, осмотра и транспортировки дета-
лей и 3) дефекты, возникшие при испытании стрельбой.
1. Дефекты металлургического происхождения
К дефектам металлургического характера можно отне-
сти раковины, трещины, светловины и шлаковые включения.
Эти дефекты могут находиться на Поверхности обрабаты-
ваемой детали и внутри металла и обнаруживаются иногда
на последних проходах механической обработки. Отдель-
ные раковины или шлаковые включения, обнаруженные
в канале ствола после чистового растачивания, можно уда-
лить при нарезании, ведя обработку таким образом, чтобы
шлаковина попала в нарез. Если такой расчет сделан неточ-
но, то дефект будет только уменьшен, как показано на
159
фиг. 75 стрелкой Ш и на фиг. 71 стрелкой Т. Такие дефекты
бывают похожи 'на обычную царапину и их всегда необхо-
димо подробно исследовать.
Всякие дефекты металлургического происхождения могут
увеличиваться в глубь металла. Для определения размера
дефекта необходимо зачистить пораженную поверхность до
чистого металла и только тогда принимать необходимое ре-
шение. Во всех случаях нужно привлекать специалиста ме-
таллурга, который может сделать более правильное заклю-
чение.
2. Дефекты, получаемые в механических цехах
а) Неравномерность начала нарезов. Дефекты такого ро-
да показаны на фиг. 61: начало нарезов группы А по нарез-
ному скату в каморе выступает относительно начала нарезов
другой группы Б. Наибольшая разница в начале нарезов
Фиг. 61. Неравномерность начала нарезов.
в производстве иногда достигает 15 мм. В таких случаях
ствол является браком. Неравномерность начала нарезов до
6 мм в производстве встречается чаще. Причинами такого
дефекта являются эксцентричность расточки нарезного ската
по отношению (к оси канала, овальность нарезного' ската,
большой зазор .между поверхностью рубашки нарезательной
головки (или полозками) и каналом? превышение , резцов
одного над другим по окружности при их установке. В ка-
налах орудий калибром менее ПО мм, когда глубина нареза
160
не (превышает 1 'неравномерность качала нарезов чаще
всего не превышает 3 мм и при осмотре канала мало' за-
метна.
Вследствие этого на ряде заводов этому, дефекту не
Уделяют особого внимания. При контрольном испытании
стрельбой новых стволов на прочность и меткость неравно-
мерность начала нарезов размером до 6 мм заметного влия-
ния на качество ствола не оказывает.
Однако этот дефект ускоряет процесс износа нарезов,
а также способствует образованию выколов и повреждению
полей нарезов по нарезному скату. Этим самым он пони-
жает качество и продолжительность службы стволов.
Правильно настраивая станок и инструмент и подготов-
ляя ствол для нарезания, можно избежать этого дефекта.
Нетрудно также определить возможный наибольший и
наименьший дефект, если путем обмера и осмотра установ-
лены величина овальности и эксцентричности нарезного
ската, величина зазора между поверхностью головки и кана-
лом ствола и превышение одних резцов над другими.
б) Искривление полей нарезов (пьяная нарезка). Этот де-
фект показан на фиг. 62. Такое искривление вызывается
неправильной настройкой станка и недостаточно аккуратным
уходом за станком и инструментом как перед обработкой,
так и во время ее.
При нарезании на линейку копира действует сила К,
вращающая стебель и стремящаяся сдвинуть линейку копи-
ра к станинам станка. Если линейка закреплена недоста-
точно прочно, то копир может сместиться, отчего нормаль-
ное вращение Стебля будет нарушено'.
Величина и характер искривления нарезов зависят от ве-
личины смещения копира и длины участка, на котором про-
изошло смещение.
Зная величину смещения (копира, легко подсчитать раз-
мер искривления нарезов, так как на этом участке угол
крутизны нарезов а и угол установки наклона копира Р «бу-
дут отличаться от расчетных значений.
Второй 'причиной искривления нарезов будет попадание
стружек между направляющей поверхностью копира и роли-
ком рейки. Тогда ролик будет перекатываться через струж-
ку и в этот момент произойдет ускоренный поворот стебля.
Попадание стружек между зубьями рейки и шестерни или
большие забоины на поверхности зубьев вызовут искривле-
ния полей нарезов. Стебель получит толчок, и вращательное
И Нар езание орудийных стволов
161
движение стебля будет нарушено. Забоины вызывают ис-
кривление нарезов на коротком участке, но зато искривле-
ние получается 'более резким. Часто в направлении нарезов
можно' видеть мало' заметную волнистость—это и есть не-
большое искривление нарезов.
Фиг. 62. Искривление полей нарезов.
Устранить искривление нарезов невозможно'. Этот де-
фект может нарушить нормальное движение снаряда по ка-
налу. При значительном искривлении нарезов на этом участ-
ке будет происходить повышенное изнашивание нарезов,
а также возможен срыв полей нарезов и раздутие канала
после некоторого количества выстрелов.
В практике производства ярко выраженное искривление
встречается очень редко, но стволы орудий с этим дефектом
на службу, как правило', н^допускаются.
в) Подрезка боковых граней полей нарезов. Этот дефект
(фиг. 63) нередко получается в производстве. В каналах
орудий с нарезами глубиной менее 1 мм подрезка боковых
граней мало заметна, но при глубине нарезов большее 2 мм
подрезка хорошо заметна. Причиной подрезки являются не-
правильная заточка резцов и особенность конструкции наре-
зательной головки— подача резцов не в радиальном напра-
влении ;(см. фиг. 38).
162
Подрезка понижает Качество ствола и приводит к срыву
полей нарезов после небольшого количества выстрелов.
Срыв полей нарезов характеризуется в этом случае тем,
Фиг. 63. Подрезание боковых граней полей нарезов.
что он происходит на большой длине и при том в любой
части канала ствола.
Фиг. 64. Дробление по нарезам.
г) Дробление по нарезам. К этому дефекту заводы и по-
лигоны часто относят (много других дефектов, например на-
диры, мелкие прерывистые царапины, подхваты и др.
Под дроблением по нарезам нужно понимать: 1) наличие
волнистой поверхности с определенной закономерностью, при-
И* 163
чем дефект выражен не ярко; 2) наличие мелкой насечки
(дроби), расположенной в (поперечном направлении к на-
правлению нареза, причем дефект 'выражен ясно.
На фиг. 64 и 65 приведены виды дробления по нарезам,
доказанные стрелками д, и надиры, отмеченные стрелкой Н.
Фиг. 6&. Дробление по нарезам.
Дробление по нарезам является самым распространенным
дефектом при нарезании каналов орудий и происходит
вследствие дрожаний нарезательной головки вместе с рез-
цами или дрожания резцов в нарезательной головке во
время рабочего хода.
Дрожание нарезательной головки в канале ствола или
резца в нарезательной головке вызывается 'неравномерно-
стью усилий резания на резцах вследствие возникновения
боковых усилий резания Рх, а также вследствие большого
зазора между головкой и поверхностью канала.
При нарезании каналов орудий дрожание легко устано-
вить, несмотря на то, что нарезательная головка все время
находится в канале ствола. Для этого кладут руку на
стебель или на поверхность тонкостенного ствола (лейнеры
и свободные трубы) и ощущают дрожание. Приложив ухо
к поверхности ствола на участке, где находится наре-
IQ4
зательная головка, можно хорошо слышать, как протекает
нарезание. Если головка работает нормально, то слышны
равномерный спокойный шорох и легкие потрескивания;
если головка работает ненормально, то слышатся беспре-
рывные толчки, резкие потрескивания, писк, неравномерный
шорох. По этим признакам опытный производственник мо-
жет заранее определить, какие дефекты получатся при наре-
зании. Не случайно, что дефекты дрожания возникают чаще
всего в тех случаях, когда направляющие бронзовые полоз-
ки значительно износились.
Характерным доказательством того, что дробление по
нарезам получается вследствие дрожания, служит нарезание
каналов орудий по методу сжатия нарезательной головкой
типа Уайт. В этом случае резание начинается раньше, чем
нарезательная головка полностью входит в канал ствола.
Когда нарезательная головка еще не вошла в канал
ствола на две трети длины направляющих бронзовых по-
лозков, происходит сильное дрожание головки, ясно заметное
на-глаз; при этом дрожание уменьшается постепенно — по
мере продвигания нарезательной головки в канал ствола.
Дробление нарезов имеет вид насечки (дроби), как пока-
зано стрелкой д на фиг. 65. Вследствие этого при нарезании
каналов по методу сжатия приходится давать припуск по
длине ствола со стороны дульной части в среднем 1,5 d и
срезать его после окончания нарезания канала ствола.
Дрожание резцов в нарезательной головке может быть
вызвано также большим зазором между поверхностью тела
резца с отверстием в корпусе головки. Наличие увеличенно-
го зазора между шейкой резца и пазом клина также Спо-
собствует дрожанию резца. При больших зазорах резцы мо-
гут качаться в различных направлениях в своих гнездах.
Большой зазор по высоте заплечика хвостовой части
резца в пазах клина создает возможность радиального
перемещения резца.
При таком режиме резания, когда толщина снимаемой
стружки равна 0,1 мм и более или скорость резания бо-
лее 8 м/мин, замечается резкое увеличение дрожания. Это
можно объяснить увеличением усилия резания, способствую-
щим дрожанию нарезательной головки и резцов. С повыше-
нием режима резания общее усилие резания будет возрас-
тать, отчего разность величины этих усилий в момент вреза-
ния резца и отделения стружки будет увеличиваться. В ре-
165
зультате дрожание нарезательной головки усилится и полу-
чится дробление по нарезам (стрелка д на фиг. 64, 65).'
При контрольном (Испытании стволов стрельбой дробле-
ние по нарезам не оказывает заметного влияния на меткость
стрельбы. Но дробление способствует появлению ржавчины
в канале ствола и ускоряет общий износ поверхности ка-
нала.
Частично дробление можно устранить полированием на-
резов. Однако окончательно выводить следы дробления нель-
зя, так как продолжительным полированием можно сильно
сгладить поля нарезов, отчего качество ствола может ухуд-
шиться.
д) Надиры, царапины, подхваты и трещины. Надиры сопро-
вождаются большой деформацией металла, имеющей про-
извольную форму как в глубину, так и по поверхности нарезов
и полей. В большинстве случаев надиры приводят к забрако-
Фиг. 66. Надир поверхности нареза.
ванию стволов. На фиг. 66, 67, 68, 69 и 72 надиры отмечены
стрелками Н.
На фиг. 66 показан наДир поверхности нареза, получен-
ный при нарезании) второй труппы нарезов. Во время работы
выкрошилась режущая кромка резца, отчего нормальный
процесс резания был нарушен. В месте выкрашивания резца
скопилось много стружки, которая-вместе с кусочком вы-
крошенного резца надрала всю поверхность нареза, При
наличии такого дефекта ствол должен быть забракован.
1RR
Характерно, что после выкрашивания резца сильно1 уве-
личивается дрожание 'стебля. Однако остановить станок в
этом случае нельзя, так как от этого надир еще более уве-
личится.
Фиг. 67. Надир поверхности нареза.
Почти аналогичный дефект, показанный на фиг. 67, был
вызван закупоркой отверстия для подачи охлаждения; это
нарушило процесс резания и отвод стружки, отчего стружка
стала налипать на режущую кромку резца. Поверхность на-
резов постепенно теряла свою гладкость и на ней образо-
вывались значительные надиры. Налипшая на режущую
кромку стружка имела вид спрессованной массы, для отде-
ления которой от резца требовалось некоторое усилие. Такой
дефект послужил причиной брака всего ствола.
На фиг. 68 показан надир поверхности поля, вызванный
следующим. По окончании нарезания всех нарезов кривизну
канала проверяли гладким калибром, причем канал ствола
не был отполирован и в нем оставались мелкие стружки -и
заусенцы. На поверхность калибра налипла мелкая стружка;
Вначале она оставляла царапину на поверхности ствола; эта
царапина все время увеличивалась н дальнейшее продвиже-
ние калибра было затруднено. Калибр заклинился и его уда-
лось извлечь лишь с большим трудом, в результате чего на
поверхности полей получился сильный надир.
167
Крупные надиры могут получиться на заводах и в вой-
сковых частях при вставке и вынимании лейнеров и свобод-
ных труб из оболочек. На конусной внутренней поверхности
оболочки и на наружной поверхности лейнера или свободной
трубы образуются крупные надиры, которые иногда приво-
дят к 'браку всего ствола.
Фиг. 68. Надир на поверхности поля.
Достаточно, ’чтобы на поверхности было несколько мелких
песчинок или стружек, которые вначале образуют небольшую
царапину. По мере продвижения лейнера в оболочку зазор
по диаметру уменьшается и царапина быстро увеличивается
как по глубине, так и по ширине; одна деталь заклинивается
относительно другой, вследствие чего при вынимании лейнера
получается крупный надир (поверхности. Такие дефекты пока-
заны на фиг. 69. Ширина надира достигает В мм, глубина до
1,5 'мм и Длина' более 1500 мм.
Признаком царапины всегда будет служить един иди не-
сколько крупных штрихов, направленных (прямо или криволи-
нейно, причем кривизна не будет иметь извилин. Трещина
всегда будет извилистой с произвольным направлением
штриха.
168
При осмотре ствола с помощью трубы царапина всегда
будет блестящей, если она очищена или протравлена, тогда
как трещина будет темной.
Фиг. 69. Надиры на поверхности оболочки.
Фиг. 70. Царапина и надир.
На фиг. 70 ясно видны царапины Ц и надиры Н, а на
фиг. 71 стрелкой т показаны трещины.
169
Всякого рода трещины (получаются <в -процессе обработки
заготовок <(ков'ка, отжиг, закалка и отпуск).
Царапины на поверхностях нарезов и полей появляются
в том случае, eicnn на поверхность бронзо-вых направляющих
полозков попадают (мелкие стружки, песок или Другие мел-
кие твердые -частицы. При плохом отводе -стружки -всегда
получается разбрасывание мелких стружек, которые будут
делать царапины.
Фиг. 71. Трещины и царапина.
Вследствие неудовлетворительной -очистки волосяной щет-
кой канала и наружной поверхности нарезательной головки
после рабочего хода от мелких стружек могут возникнуть
мелкие царапины. Недостаточная чистота поверхности брон-
зовых направляющих полозков или бронзовой рубашки спо-
собствует накоплению на поверхности мелких твердых ча-
стиц, которые также дают царапины.
Применение стальных направляющих полозков или сталь-
ной направляющей рубашки дает неудовлетворительные ре-
зультаты; царапины при этом увеличиваюпся. 1
Отдельные |мелкме (царапины на чистой гладкой поверх-
ности -особого значения не имеют и -на качество 1ствола влия-
ния не оказывают. Большое скопление царапин понижает
качество ствола, так как создает благоприятные условия
для появления ржавчины и ускоряет общий износ поверхно-
сти канала ствола.
170
Е|Сли размеры-ствола tno (полям и нарезам не выходят за
пределы, (допусков, то надиры и царапины можно удалять
полностью или частично. Для этого нужно полировать канал,
подбирая 'соответствующий режим полировки {скорость ре-
зания, смазка) и полирующие материалы. В отдельных слу-
чаях дефекты выгоднее удалять полированием даже тогда,
когда диаметр канала ствола выходит за наибольший пре-
дельный размер на величину до Vi допуска на диаметр. Все
перечисленные дефекты можно значительно уменьшить, если
строго выполнять все технологические указания.
Подхватом называют <ме1стиое' врезание резца в глубь ме-
талла. Этот дефект встречается очень редко. Причиной его
может быть значительное колебание резцов в радиальном
направлении, когда (достаточно, чтобы стебель получил (силь-
ный толчок в продольном или круговом направлении, и рез-
цы врежутся в глубь металла: произойдет как бы затяги-
вание резца (В (металл, резец прихватит.
Остановка станка во время рабочего хода, когда нареза-
тельная головка находится в канале ствола, всегда сопро-
вождается образов1анием подхватов или срезанием (боковых
граней полей. Резцы как бы До инерции продолжают врезать-
ся в металл 1в радиальном и боковом направлениях. Подхва-
ты почти всегда неисправимы и могут служить причиной 'за-
бракования ствола. ।
е) Срезание полей нарезов. Этот дефект характеризуется
тем, что группа полей нарезов на некоторой длине имеет
меньшую ширину, причем это .уменьшение ширины происхо-
дит постепенно, как показано на фиг. 72, 73 и 65 стрел-
ками С.
Срезание полей нарезов является дефектом неисправи-
мым, — можно только сгладить остроту среза.
Круговое смещение {проворачивание) нарезательной го-
ловки относительно стебля Сопровождается срезанием полей.
При смещении нарезательная головка получает Замедленное
вращательное движение, тогда как поступательное переме-
щение продолжается нормально, в результате чего резцы
врезаются в боковые грани и происходит срезание полей.
При нарезании ствол закрепляют неподвижно, а враща-
тельное и поступательное движения совершает нарезательная
головка со стеблем. Равнодействующая тягового 'усилия на
Стебле совпадает с направлением нареза под углом \а к оси
ствола. Ствол стремится (поворачиваться вместе с нареза-
тельной головкой. Этому препятствует масса ствола и за-
крепление его в люнетах.
171
Если ствол 'Закреплен в люнетах недостаточно прочно, в
особенности при применении многорезцовых головок, он мо-
жет провернуться во1 время рабочего хода. Тогда произойдет
срезание полей нарезов (фиг. 73).
Фиг. 72. Срезано поле нарезов, надир й трещина.
Если при нарезании канала ствола сместится копир,
г линейка копира останется прямой и не 'будет иметь прогиба,
то произойдет срезание полей, т. е. уменьшение ширины по-
лей нарезов на некотором участке длины.
ж) Разгон полей нарезов, т. е. уменьшение ширины опре-
деленной группы полей, равной числу резцов нарезательной
головки. Как правило, уменьшение ширины поля происходит
равномерно по всей длине нарезной части ствола.
Причиной этого дефекта является неисправное действие
делительного механизма станка при переходе от одной груп-
пы нарезов к другой.
Ствол необходимо поворачивать точно на длину дуги,
равную ширине поля и нареза по окружности, т. е. на
где d— диаметр канала по полям, п — число нарезов в ка-
нале ствола. Если ствол повернуть случайно на длину дуги
2
в два раза бдлыпую, т. е. на — n-d, то может и не быть
дефекта. Пройдя нарезы, нужно повернуть ствол в обрат.
172
2 '
ную сторону больше, чем на величину "Я-d, и снова уста-
новить его по уже полученным нарезам. Затем надо про-
верить установку ствола, подвести нарезательную головку
к дульному срезу, убедиться в том, что резцы точно по-
падают в нарезы и отвести головку вправо в исходное
положение.
Фиг. 73. Срезано поле нареза.
Все это необходимо (Проделать для того, «чтобы «исключить
возможность влияния мертвых ходов и (получения случайной
дополнительной ошибки. Далее следует повернуть ствол на
360°
угол, равный —— - ,и продолжать нарезание пропущенной
группы нарезов.
Если работают шестирезцовой головкой, с числом наре-
зов >в канале ствола п ~ 30, то получают шесть полей
нарезов уменьшенной ширины. При нарезании такого канала
ствола необходимо его поворачивать пять раз, каждый раз
360° _ 0 т-
на угол -gg—= 10 . Если при первом повороте ошибка по
уменьшению ширины поля допущена в 0,5 мм (в одном на-
правлении), а при последнем (пятом) повороте эта ошибка
произойдет в другом направлении, то получится уменьшение
ширины одних и тех же полей на I мм. Если при проме-
жуточных поворотах ошибки будут накапливаться все вре-
мя в одном и том же направлении, то уменьшение ширины
одной группы нарезов может достигнуть 2 мм.
Уменьшение ширины поля на величину, превышающую
373
двукратный допуск на ширину нареза, уже характеризует
неудовлетворительное состояние работы или неисправность
станка.
Ширина прО|меЖуточных полей нарезов .может быть рав-
номерной, но по размеру больше номинала на величину
ошибки одного поворота. Таким образом получается увели-
чение ширины большого числа полей нарезов на небольшую
величину за счет уменьшения ширины небольшой группы
полей нарезов на значительную величину. Это и есть разгон
полей нарезов.
з) Ржавчина в каналах орудий. Ржавчина нарушает хими-
ческую однородность поверхности металла и уменьшает проч-
ность конструкции.
Фиг. 74. Ржавчина на поверхности лейнера.
При наличии влаги на поверхности металла в присутствии
кислорода воздуха происходит довольно' быстрое ржавление,
причем появляются глубокие раковины. Поверхность металла,
сильно пораженная ржавчиной, часто имеет вид мелкой сы-
пи. При большом количестве штрихов, царапин, надиров и
вообще неровностей и шероховатостей поверхности канал
ствола трудно очистить от налета ржавчины.
К очищенной и насухо протертой поверхности не следует
прикасаться голыми руками; после очистки поверхность нуж-
но покрывать смазкой, иначе она быстро окисляется. Несоб-
людение этих условий приводит к появлению ржавчины.
Смазка не должна содержать влаги и кислотных примесей,
174
поэтому всякую смазку нужно проверять химическим ана-
лизом-.
На фиг. 74 показана ржавчина на наружной поверхности
лейнера, который пробыл в оболочке около трех месяцев. По-
явление такой ржавчины вызвано исключительно неудовлет-
ворительной очисткой наружной поверхности лейнера и вну-
тренней поверхности оболочки перед сборкой. Прикосновение
к поверхности лейнера голыми руками при наложении тон-
кого слоя специальной смазки вызывает ржавчину. Ржавчина
^иногда является причиной брака новых деталей.
Свежий налет ржавчины легко удалить протиранием или
полированием.
3. Дефекты, получаемые при контрольном испытании
стволов стрельбой
Все вновь изготовленные стволы орудий испытывают
стрельбой на прочность, а часть из них и на меткость.
Испытание орудий слагается из большого контрольного
испытания и малого. Разница заключается в количестве про-
изведенных выстрелов, в характере зарядов, в объеме ра-
боты и методике проведения испытаний. Во всех случаях
необходимо точно записывать все показатели, характеризую-
щие боевые свойства ствола и всех механизмов артиллерий-
ской системы.
Здесь приводятся только характерные дефекты, которые
можно встретить в канале ствола при контрольном испыта-
нии стрельбой, и те причины, которыми эти дефекты вы-
званы Ч
а) Износ канала ствола. Многочисленные измерения диа-
метров каналов орудий по полям и нарезам до и после
стрельбы показывают, что уже от первых 10—15 выстрелов
на поверхности канала ствола получается так называемый
первоначальный износ. Величина этого износа колеблется от
0,04 до 0,08 мм на диаметр (исключая все возможные ошиб-
ки измерений).
Износ каналов орудий как бы прекращается примерно в
конце второго десятка выстрелов. В действительности износ
происходит после каждого выстрела, но замерить звездкой
разницу диаметров канала при небольших интервалах меж-
ду выстрелами невозможно. Износ поверхности канала
ствола будет большим в тех случаях, когда чистота поверх-
ности канала неудовлетворительна, когда канал ствола перед
1 Подробно испытания артиллерийских систем стрельбой и возкой
описаны в статье автора, помещенной в журнале .Известия Артакадемии*.
175
стрельбой плохо очищен от смазки, нагара и загрязнений и
когда в нем имеется ржавчина. Наблюдение за службой
стволов одного и того же калибра при хорошем и плохом
Обслуживании показывает, что при плохом уходе износ по-
сле 5000 выстрелов может быть больше или таким же, как
после 10 000 выстрелов при хорошем уходе.
Предельный износ каналов орудий пр диаметру при
службе в войсках можно допускать до пятикратного значе-
ния допуска на изготовление как по полям, так и по нарезам.
Таким образом для стволов 76,2-лш калибра предельный
износ на диаметр допускается до 0,5 мм, для стволов 122-мм
и 152,4-мм калибров — до 0,75 мм, а для стволов 203,2-лш
калибра и больше — до 1 мм.
После такого износа стволы бракуют и посылают на за-
вод для пере»стволения, но предварительно' проверяют на
меткость стрельбой.
Вопрос о допустимой величине первоначального износа
до сих пор является спорным. .
Измерение каналов орудий после малого контрольного
испытания стрельбой (10—15 выстрелов) показывает, что
первоначальный износ заканчивается именно после этого ко-
личества выстрелов. При этом наружные размеры труб (лей-
неры и свобопные трубы) совершенно не должны изменяться.
Поэтому необходимо установить допуск на износ по каналу
стволов орудий при малом контрольном испытании стрель-
бой. Величина такого допуска на диаметр может составлять
до половины допуска на изготовление при условии, что на-
ружные размеры лейнера и свободных труб остаются неиз-
менными. Тогда для каналов орудий 76,2-лш калибра вели-
чина первоначального износа может доходить до 0,05 мм,
для орудий 122-лаг и 152,4-лаг калибра — до 0,075 мм, а для
203,2-лш орудий—до 1,0 мм.
Причины первоначального износа до сих пор достаточно
не исследованы и- о них можно говорить только на основе
практических наблюдений.
> б) Раздутие. При раздутии ствола диаметр канала увели-
чивается во всех направлениях на небольшом участке по
длине, причем обязательно увеличивается также наружный
диаметр ствола на этом участке. Для стволов, находящихся
в войсках, раздутие можно допускать до четырехкратного
значения допуска на изготовление. При контрольном испыта-
нии стрельбой новых стволов раздутие совершенно не допу-
скается.
176
Стволы многослойные, скрепленные из отдельных'тфуб с
натяжением, раздутий, как правило, не дают, за исключением
отдельных случаев.
В лейяерах и свободных трубах после малого контроль-
ного испытания стрельбой иногда увеличиваются размеры по
диаметру канала до 0,3 мм при увеличении наружного диа-
метра до 0,15 мм. Число таких лейнеров или свободных труб
для некоторых партий стволов доходило до 3,%. Такие де-
фекты заслуживают особого исследования. Были случаи
раздутид’по диаметру канала до 0,2 мм при одновременном
увеличении наружного ^диаметра до 0,1 мм, При дальнейших
стрельбах такие лейнеры раздутия уже не Давали и боевые
качества ствола не уступали стволам, не имеющим раздутия.
Причинами раздутия могут быть недостаточная прочность
ствола, давление в канале ствола, превышающее допускае-
мые нормы, ненормальные условия выстрела.
При дефектах раздутия ствол должен быть забракован.
Отступлений здесь быть не может, так как раздутие в пер-
вую очередь характеризует недостаточную прочность ствола
при нормальных условиях выстрела,
в) Выколы и срывы полей парезов. Выколы полей начи-
наются с каморной части нарезов. Вначале выкол будет не-
большим и не по всей ширине поля. С увеличением числа
выстрелов размеры выколов растут во всю ширину поля и,
наконец, достигают длины до 1,5 d, когда ствол доходит до
предела износа. __
, Причины выколов следующие: появление мелких трещин
разгара на поверхности канала, механическое воздействие
ведущего пояска снаряда при первоначальном движении (дав-
ления на боевую грань), механическое воздействие частиц
заряда вместе с пороховыми газами (в зависимости от числа
выстрелов).
Срывы полей нарезов могут быть в любой части канала
ствола. Срывы полей появляются неожиданно и могут быть
на новых стволах. Срыв полей нарезов, как правило, проис-
ходит на участке большой длины и одновременно на не-
скольких полях. Причиной срыва /полей можно считать
подрезание боковых граней полей, а также ненормальные
условия выстрела, например плохое удаление нагара и смаз-
ки, или наличие посторонних предметов впереди снаряда.
Наружные признаки дефектов срыва и выколов полей на-
резов совершенно одинаковы( и характеризуются тем, что
177
вместо поля (выступа) в канале ствола получается впадина
с произвольной шероховатой поверхностью.
На фиг. 75 показан одновременный срыв 19 полей наре-
зов в дульной части канала ствола. Срыв был замечен после
третьего выстрела. Стрельба производилась ночью. Боль-
шинство полей нарезов имеет срыв на длине до 500 мм.
Фиг. 75. Срыв полей нарезов.
Качество нарезов перед стрельбой было вполне удовлетво-
рительное. Есть основание полагать, что срыв был вызван
тем, что канал ствола не очистили перед стрельбой от обиль-
ной загустевшей смазки, хотя актом это не зафиксировано.
По всем признакам дефекта пришли к заключению, что
срыв всех полей произошел на первом выстреле, так как на
поверхности срыва имелись кусочки меди и острота срыва
уже несколько сгладилась. Все это произошло уже при по-
следующих выстрелах.
При контрольном испытании стрельбой 203,2-лм/ гаубицы
обр. 1931 г. произошел срыв трех полей нарезов на длин/1
более 1000 мм в средней части ствола. Сорванные поля бы*
ли сразу обнаружены после первого выстрела. При открытом
затворе сорванные поля были хорошо видны в канале и
имели вид кусков проволоки, оставленных в канале. Пр){
осмотре канала была обнаружена ясная подрезка боковых
граней полей. Стрельба производилась в 1938 г. на Ленин-
градском полигоне осенью при температуре .+ 2° С. Канал
178
ствола имел тонкий слой смазки (смеси пушечного сала с ве-
ретенным маслом).
Срывы полей могут еще происходить вследствие попада-
ния в канал ствола перед выстрелом песка и посторонних
твердых предметов. Тогда срыв будет сопровождаться еще
большими наминами поверхности канала.
Выколы полей нарезов, начиная с нарезного ската на всю
ширину полей, по на длину не более одного калибра, являют-
ся предельными. Такие стволы при условии предельного из-
носа по каналу относятся к стволам четвертой категории и
находятся на пределе годности. При срывах полей нарезов
любого размера стволы на службу допускаться не могут.
4. Контрольные вопросы
1. Что является причиной неравномерности начала на-
резов?
2. Что является причинами искривления полей нарезов?
3. Что является причинами подрезания боковых граней
полей нарезов?
4. Дайте характеристику дефектов дробления по нарезам.
• 5. Что является причинами надиров, царапин и подхватов?
6. Отчего происходит срезание полей нарезов?
7. В каких случаях стволы орудий можно считать годны-
ми по нарезной части и в каких случаях они бракуются?
8. Как отличить царапину от трещин в канадабс орудий?
ЛИТЕРАТУРА
1. Проф. Н. Ф. Дроздов, Сопротивление артиллерийских орудий
и их устройство, II, изд. Артиллерийской академии, 1984.
2. Курс артиллерии под редакцией докт. воен, наук профес. гене*
рал-майора артиллерии Д. Е. Козловского, Воениздат, НКО СССР, 1941.
3. Пррф. А. Ф. Головин, Исследование износа артиллерийских
орудий, изд. Артиллерийской академии, 1930.
4. И. М. Немченко, Производство зенитных пушек (на орудийном
заводе в Нотингеме, Англия), изд. Артиллерийской академии, 1940.
5. Проф. Ш винни г, Конструкция и материал стволов огнестрель-
ного оружия (перевод с немецкого), изд. Артиллерийской академии.
6. Руководство по паспортизации металлорежущих станков, изд.
НКМ, 1939.
7. Проф. В. А. Добровольский, Детали машин, изд. "НКТП
СССР, 1939.
8. Проф. Н. С. А черкан, Расчет и конструирование металлорежу-
щих станков; т. I, 1937.
9. Проф. В. А. Кри во ухо в, Резание металлов, изд. ОНТИ, 1938.
10. Производственно-технический бюллетень техсовета НКВ СССР,.
№ 8, 1939, № 7 и № 10, 1940 и № 3, 1941.
11. Инж. А В. Щеголев, Конструирование протяжек и прошивок,
ОНТИ НКТП, 1936.
12. Проф. И. М. Беспрозванный, Исследование работы при
чистовой обточке токарными проходными резцами, ОНТИ НКТП, 1938.
13. Сборник инструкций по изготовлению, применению, и хранению
смазочно-охлаждающих (режущих) жидкостей, изд. НКТП СССР, 1938.
14. П. А. Ребиндер, Явление износа при резании металлов, Все-
союзная конференция по трению и износу в машинах, т. I, изд. Акаде-
мии наук СССР, 1939.
15. Артиллерийский журнал за 1862 и 1863 г. Статьи полковника
Маиевского, Нарезание первых каналов стволов орудий в русской
артиллерии.
16. Технология военных производств, вып. 1. Обзоры иностранной
техники, под ред. прОф. Э. А. Сатель, Оборонгиз, 1941.
v*.’' " .......................