Способы обработки наружной резьбы

Черчение

Нарезание резьбы

Чем нарезают резьбу?

Основные методы создания резьбы следующие: 1 — нарезание резьбовы­ми резцами или резьбовыми гребенками; 2 — нарезание плашками, резьбо­нарезными головками и метчиками; 3 — накатывание при помощи плоских или круглых накатных плашек; 4 — фрезерование с помощью специальных резьбовых фрез; 5 — шлифование абразивными кругами.

Нарезание резьбы резцами. С помощью резьбовых резцов и гребе­нок на токарно-винторезных станках нарезают резьбу как наружную, так и внутреннюю (внутренняя резьба, начиная с диаметра 12 мм и выше).

Способ нарезания резьбы резцами характеризуется относительно не­высокой производительностью, поэтому в настоящее время он применя­ется в основном в мелкосерийном и индивидуальном производстве, а так­же при создании точных винтов, калибров, ходовых винтов и т. д. Досто­инством этого способа является простота режущего инструмента и срав­нительно высокая точность получаемой резьбы. Схематически он заклю­чается в следующем (рис. 32): при одновременном вращательном движе­нии детали, на которой нарезается резьба, и поступательном движении резца (на токарном станке — II) последний снимает (вырезает) часть по­верхности детали в виде винтовой линии (I).

Нарезание резьбы плашками и метчиками. На рис. 33 показаны плашки, которые по своим конструктивным особенностям делятся на круг­лые — I и II (лерки) и раздвижные — III (клупповые).

Круглые плашки, имеющие применение на монтажных, заготовитель­ных и других работах, предназначены для нарезания наружной резьбы диаметром до 52 мм в один проход. Для более крупной резьбы применя­ют плашки особой конструкции, которые фактически служат лишь для зачистки резьбы после предварительной нарезки ее другими инструмен­тами.

Раздвижные плашки состоят из двух половин, вставляющихся в клупп и постепенно сближающихся в процессе резания.

При нарезании резьбы на металлорежущих станках (II) плашка устанавливается и за­крепляется в специальном патроне или при­способлении (рис. 34). Деталь подается в кали­брующую часть вращающейся плашки. Внут­реннюю крепежную резьбу в подавляющем большинстве случаев нарезают метчиками.

Метчик (рис. 35) представляет собой сталь­ной стержень с резьбой, разделенный продоль­ными прямыми или винтовыми канавками, образующими режущие кромки. Эти же ка­навки служат для выхода стружки. По спосо­бу применения метчики разделяются на руч­ные и машинные.

Последовательность получения резьбы в глухих отверстиях такова (рис. 36): вначале высверливают гнездо, куда в дальнейшем будет завернута шпилька или винт. Диаметр сверла должен быть выбран из табл. рекомендуемых стандартом ГОСТ 9150-81 величин. Резьбу нарезают комплектом из двух или трех мет­чиков (малого, среднего и нормального, чис­тового) в зависимости от размера резьбы. На­резать резьбу одним метчиком (нормальным) за один заход нельзя. Это ведет к поломке метчика.

Для метрической резьбы с крупным ша­гом и дюймовой резьбы комплект состоит из трех метчиков, для метрической резьбы с мелким шагом и трубной резьбы — из двух.

Накатывание резьбы. Основной про­мышленный метод изготовления резьбы в настоящее время — накатка на специаль­ных резьбонакатных станках, имеющих корпус трехроликовой головки 1, ролико- держатель 2 и накатной ролик 3 (рис. 37). Деталь 4 зажимается в тисках суппорта. В этом случае при большой производительнос­ти обеспечивается получение высокого ка­чества изделия (формы, размеров и шерохо­ватости поверхности).

Процесс накатывания резьбы заключает­ся в создании резьбы на поверхности детали без снятия стружки за счет пластической де­формации поверхности обрабатываемой де­тали. Схематически это выглядит так. Де­таль прокатывают между двумя плоскими плашками (рис. 38. I) или цилиндрически­ми роликами (рис. 38. II, III), имеющими резьбовой профиль, и на стержне выдавли­вается резьба такого же профиля. Наибольший диаметр накатываемой резьбы 25 мм, наименьший 1 мм; длина накатываемой резьбы 60. 80 мм.

Фрезерование резьбы. Фрезерование наружной и внутренней резьбы производится на специальных резьбофрезерных станках. В этом случае вращающаяся гребенчатая фреза при радиальной подаче врезается в тело детали и фрезерует резьбу на ее поверхности. Периодически происходит осевое перемещение детали или фрезы от специального копира на величи­ну, равную шагу резьбы за время одного оборота детали (рис. 39).

Шлифование точной резьбы. Шлифование как способ создания резь­бы применяется главным образом для получения точной резьбы на сравни­тельно коротких резьбовых деталях, например резьбовых пробках — кали­брах, резьбовых роликах и т. д.

Сущность процесса заключается в том, что шлифовальный круг, распо­ложенный к детали под углом подъемна резьбы, при быстром вращении и при одновременном медленном вращении детали с подачей вдоль оси на ве­личину шага резьбы за один оборот вырезает (вышлифовывает) часть по­верхности детали. В зависимости от конструкции станка и ряда других фак­торов резьба шлифуется за два-четыре и более прохода (рис. 40).

Источник

Способы нарезки резьбы

Нарезка резьбы требуется для изготовления из заготовок крепёжных элементов или креплений различных конструкций. Для этого нужно минимальное количество инструментов, технология проста в реализации, наличие опыта не обязательно. Точное соблюдение базовых правил нарезки позволят формировать резьбу высокого качества.

Станок для нарезки резьбы

Основные способы нарезки

Способы резьбовой нарезки:

• резцами или гребёнками;
• плашками, метчиками;
• накатыванием плашками круглой или плоской формы;
• на фрезерном станке с использованием специальных фрез;
• шлифовкой специальными кругами.

Для нарезания наружной резьбы используются резцы, плашки, фрезы, круги, а внутренних – метчиками.

Чтобы получить деталь с точной внутренней или наружной резьбой, необходимо при нарезке держателем инструмента делать один оборот вокруг оси на 180 0 , а второй – в обратном направлении на 90 0 . Это правило позволит избавиться от набившейся в плашку длинной стружки и снизить величину прикладываемого вращательного усилия.

Чем нарезать резьбу

Чтобы нарезать резьбу, потребуются следующие инструменты:

• метчик, набор резьбонарезных резцов, плашек;
• сверлильный станок с регулировкой оборотов;
• электродрель с наличием режима работы на низких оборотах;
• набор свёрл для создания отверстий в деталях;
• тиски для фиксации заготовки;

Машинно-ручные метчики предназначены для ручного применения или закрепления в патроне дрели. Для машинного использования конструкции отличаются удлинённым хвостовиком. Установить на него держатель метчиков для ручной резьбовой нарезки не получится.

• молоток;
• керн для создания меток под сверление отверстий;
• смазка, не допускающая, чтобы инструмент или заготовка перегревались в процессе обработки;
• ветошь для удаления масла после выполнения работ.

Плашки и метчики для нарезки

Как правильно определить диаметр отверстия

Перед выполнением нарезки внутренней резьбы требуется заранее проделать в заготовке отверстие. Его размеры необходимо подбирать строго, так как превышение оптимального значения не позволит создать прочное соединение болтом, а снижение – повысит вероятность повреждения инструмента при работе.

Для определения диаметра отверстия под стандартную резьбу понадобится использование справочников. Для создания нестандартных резьб необходимо провести простые вычисления: из диаметра вычесть размер шага.

Как нарезать резьбу

Нарезание резьбы выполняется достаточно просто, но требует особой аккуратности при работе, точной последовательности действий. От выбора способа нарезки будет зависеть список используемых инструментов, особенности подготовки детали для обработки.

Понадобится технический справочник с данными о размерах используемых инструментов. Шаг резьбы можно найти на используемом метчике.

Подготовка к нарезке резьбы

Нарезают резьбу только после выполнения подготовительных работ:

• в справочнике ищут необходимую информацию о диаметрах режущих инструментов для дальнейшего подбора;
• собирают нужные для работы инструменты;
• керном намечают расположение отверстия для внутренней нарезки, затем просверливают его дрелью;
• для наружной нарезки следует подготовить на фрезерном станке заготовку по нужному диаметру и срезать фаску;
• очищают поверхность заготовки от грязи и масляных пятен, затем на неё и инструмент наносят смазку.

Инструмент для нарезки резьбы

Порядок выполнения работ

Только после подготовительных работ следует приступать к обработке заготовки, так как иначе правильно выполнить нарезку резьбы не получится. Пошагово нарезка выполняется так:

1. Нужно жёстко зафиксировать заготовку в тисках, чтобы предотвратить вращательные или поступательные движения с отклонением от первоначального положения.
2. В зависимости от типа резьбы снять фаску (внешняя) или просверлить сквозное или глухое отверстие при помощи дрели. Применяются свёрла с углами заточки, зависящими от твёрдости материала, но не более 140 0 .
3. В отверстии нужно снять фаску зенковкой. Глубина должна быть в пределах 0,5-1 мм, подбирается на основе размеров детали и резьбового диаметра.
4. Выполняется нарезание метчиком или плашкой. Режущая часть обязательно должна быть смазана.
5. Очистка поверхности от стружки при помощи ёршиков.

При нарезке нужно последовательно использовать инструменты по номерам от 1 до 3, входящие в комплект набора. Для повышения скорости работы не допускается использовать большие номера без использования предыдущих. Последний номер служит для формирования финишных витков, без создания которых винт при вкручивании может заклинить.

Источник

ОБРАБОТКА РЕЗЬБОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ Виды резьб и резьбовой инструмент.

ОБРАБОТКА РЕЗЬБОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Виды резьб и резьбовой инструмент

В машиностроительном производстве применяют цилиндрические резьбы — крепежные и ходовые, а также конические резьбы.

Основной крепежной резьбой является метрическая резьба треугольного профиля с углом профиля 60°. Дюймовая резьба с углом профиля 55° также является крепежной, но в СНГ она применяется только при изготовлении запчастей и ремонте старого или зарубежно­го оборудования. Применение дюймовой резьбы при проектировании новых изделий не разрешается.

Ходовые резьбы изготовляют с прямоугольным и трапецеидальным профилем; последние бывают однозаходные и многозаходные. Резьба может быть наружная (на наружной поверхности детали) и внутренняя (на внутренней поверхности детали).

Наружную резьбу можно изготовлять различными инструментами: резцами, гребенками, плашками, самораскрывающимися резьбонарезными головками, дисковыми и групповыми фрезами, шлифовальными кругами, накатным инструментом. Для изготовления внутренней резьбы применяют: резцы, метчики, раздвижные метчики, групповые фрезы, накатные ролики.

Тот или иной метод нарезания резьбы применяется в зависимости проофиля резьбы, характера и вида материала изделия, объема

производственной программы и требуемой точности.

При нарезании резьбы помимо основногокритерия — точности среднего диаметра резьбы необходимо выдерживать в определенном соотношении угол профиля и шаг, что значительно усложняет процесс ее нарезания ; кроме того, поверхность должна быть чистой и гладкой.

Нарезание резьбы резцами и гребенками

Треуольную резьбу часто нарезают на токарно-винторезных станках, резьбовыми резцами, т. е. резцами обычного типа, заточенными под требуемым углом (60° для метрической резьбы и 55° — дюймовой). Получение профиля резьбы обеспечивается соответствующим профилем резьбового резца, который должен быть заточен очень точно, и правильной установкой резца относительно детали: жен быть расположен строго перпендикулярно оси станка, противном случае резьба получится косой; кроме того. Кроме того передняя поверхность резца должна быть расположена на высоте центров станка. При другом ее положении резьба будет нарезана с неправильным углом.

Высокие требования, предъявляемые к заточке резцов и сохранению правильного профиля, привели к внедрению в производство фасонных резьбовых резцов — призматических (рис. 1, а) и круглых (дисковых) (рис. 1, б). У этих резцов размеры элементов профиля резьбы выдерживаются более точно, чем у обычных, так как такие резьбовые резцы затачиваются по передней поверхности, а отшлифованные при изготовлении задние (боковые) поверхности сохраняют профиль неизменным.

Рис. 1. Резцы для нарезания резьбы:

а — призматический; б — круглый; в — пружинная державка; г — трехрезцовая головка; д — трехрезцовая пластина

Для улучшения качества поверхности резьбы часто применяют и пружинные державки (рис. 1, в). Некоторые заводы применяют многорезцовые резьбовые головки. Трехрезцовая головка, представленная на рис. 1, г, состоит из корпуса 3, к которому болтом 4 прикрепляется трехрезцовая пластина 1 (отдельно показана на рис. 1, д). По мере затупления одного из резцов пластина перезакрепляется так, чтобы в работе был новый, незатупившийся резец. Для этой цели в корпусе имеется штифт 2 (рис. 1, г), по которому пластина фиксируется своими тремя точно расположенными цилиндрическими отверстиями. Применение многорезцовых головок наиболее целесообразно в условиях серийного производства. При нарезании резьбы одним резцом режущая кромка его вследствие быстрого притупления теряет форму, поэтому рекомендуете черновые ходы производить одним резцом с менее точным профилем. а чистовые ходы — чистовым резцом. Применяют также нарезание резьбы за один проход, используя одновременно три резца, оснащенных твердым сплавом и в совокупности (рис. 2) напоминающих гребенку; черновой резец 1 имеет угол профиля 70°, получистовой резец 2 — 65° и чистовой резец 3 — 59°.

Нарезание резьбы резцом производится за много ходов в зависимости от требуемой точности, диаметра резьбы и твердости материала детали.

Необходимо заметить, что применение высоких скоростей резания при нарезании наружной и внутренней резьб в упор, в тех случаях когда на станке нет специальных автоматических упоров, ограничивающих ход суппорта, часто приводит к браку.

Рис. 2. Три резца для одновременного нарезания резьбы за один проход

Значительно облегчается работа, когда для быстрого отвода резца используются специальные устройства, особенно автоматические. На рис. 3 показано такое устройство конструкции известного токаря – новатора В. К. Семинского.

Рис. 3. Автоматическое устройство для нарезания резьбы.

Устройство состоит из корпуса 4, в котором по скользящей посадке смонтирована пиноль, 3 с закрепленным в ней резцом 2. Связанный с пинолью сухарь 5 под воздействием пружины 9 (помещенной в стакане8) постоянно прижат к специальному валику 7. Перед нарезанием резьбы пиноль 3 выдвинута вперед. Сухарь 5 упирается при этом в наружную цилиндрическую поверхность валика 7, занимающего крайнее левое положение.

На направляющих станины укрепляется упор 1 так, чтобы при входе резьбового резца в канавку регулируемый подвижной упор 12 .вошел в контакт с упором 1. При этом валик 7 начинает двигаться слева направо, сжимая пружину 6. В момент, когда сухарь 5 окажется в выемки на валике 7, он под воздействием пружины 9 вместе с пинолью делает скачок назад, и резьбовой резец 2 выходит из резьбы.

После хода суппорт возвращают в исходное положение, устанавливают резец на глубину и поворотом рукоятки 11 эксцентрика 10 снова выдвигают пиноль вперед, а в это время валик 7 под воздействием пржины 6 проходит в крайнее левое положение и запирает механизм. В конце прохода механизм снова срабатывает и т. д.

В крупносерийном и массовом производстве, а также и в специали-зированном серийном производстве резьбу часто нарезают на станках, работающих по автоматическому циклу.

В полуавтоматах для скоростного нарезания резьб подача на глубин, рабочий и ускоренный ход, отвод резца и подача его в исходное положение осуществляются системой кулачковых, храповых и рычажных механизмов.

Нарезание прямоугольной и трапецеидальной резьб является более сложной работой в сравнении с нарезанием треугольных резьб. Резьбы прямоугольного и трапецеидального профиля изготовляют как однозаходными, так и многозаходными. При нарезании таких резьб для установки резцов по углу подъема винтовой линии токари-новаторы применяют специальные дер­жавки. На рис. 4 показана одна из таких державок, состоящая из поворотной части 2 и корпуса 5. В поворотной части имеется гнездо для резца /.закрепляемого винтом 3. На поворотной части державки имеется буртик 4, на котором нанесена шкала с градусными делениями. С помощью этой шкалы можно отсчитывать поворот согласно углу подъема винтовой линии резьбы, не производя специальной заточки резца. При.повертывании болта 7 поворотная часть 2 державки закрепляется винтом 6.

. Для повышения производительности труда при нарезании трапецеидальных резьб с крупным шагом применяют державку с двумя резцами(рис. 5) — прорезным 1 и профильным 2, установленными один от другого на расстоянии, равном шагу нарезаемой резьбы.

На рис. 6, а показано последовательное нарезание трапецеидальной резьбы тремя резцами.

На рис. 6, б, в показаны приемы нарезания прямоугольной резьбы двумя и тремя резцами.

Применение для нарезания резьбы гребенок сокращает время нарезания и, таким образом, увеличивает производительность. При нарезании резьбы гребенкой работа резания распределяется между несколькими зубьями; для этой цели концы зубьев стачиваются от одного края гребенки к другому, так что глубина резания постепенно увеличивается. Особенно целесообразно и экономично применять гребенки при изготовлении больших партий одинаковых деталей. Гребенки нельзя применять при нарезании деталей, у которых резьба доходит до выступа или буртика, так как часть резьбы, находящаяся ближе к буртику, не получит полного профиля. Для точных резьб гребенки не применяются, так как они не могут дать высокой точности; их можно использовать только для предварительного нарезания.

Гребенки бывают плоские, тангенциальные и дисковые с кольцевыми и винтовыми канавками. Плоские гребенки применяются для нарезания треугольной резьбы с малым углом подъема. Тангенциальные — для нарезания треугольной резьбы с большим углом подъема; они снабжены резьбой, обратной по отношению к резьбе обрабатываемой детали; если эта деталь должна иметь левую резьбу, то резьба гребенки — правая, и наоборот.

Круглые (дисковые) гребенки, так же как и круглые (дисковые) резцы, имеют то преимущество, что они затачиваются только по передней поверхности, допускают большое число переточек и, значит, имеют большой срок службы; благодаря этому они удобны в эксплуа­тации.

Нарезание многозаходных резьб

Нарезание многозаходной резьбы любого профиля начинают так, как если бы требовалось нарезать однозаходную резьбу с шагом, равным длине хода. Нарезав одну винтовую канавку на полный профиль, отводят резец обратно (на себя) и, дав ходовому винту обратный ход, возвращают суппорт в начальное положение. После этого при неподвижном ходовом, а, следовательно, и неподвижном резце поворачивают деталь на такую часть окружности, сколько заходов имеет резьба, т. е. при двухзаходной — на половину оборота, при трехзаходной — на третьи т.д.

Весьма просто нарезается многозаходная резьба при помощи поводкового патрона с несколькими пазами; количество пазов должно равняться количеству заходов винта или быть кратным этому количеству (Рис. 7, а).

Рис.7. Поводковые патроны.

а — с пазами; б — со специальной планшайбой

После нарезания каждого хода деталь снимают с центров и ставят вновь на них так, чтобы хомутик попал в следующий паз поводкового патрона, затем нарезают следующий ход.

Большое распространение имеет метод нарезания многозаходных при помощи специальной планшайбы (рис. 7, б) с двумя дисками; один из этих дисков может поворачиваться относительно и» на различные углы в зависимости от числа заходов резьбы. На цилиндрической поверхности вращающегося диска нанесены деления, при помощи которых один диск устанавливается относительно другого на определенный угол.

На токарных станках, имеющих передачу к ходовому винту через сменные зубчатые колеса (рис. 8), многозаходные резьбы можно нарезать при помощи промежуточного колeca 1 и колеса 2, сцепляемого с ним на гитаре. На колесе 1 имеется метка, после чего гитара расцепляется, а шпиндель поворачивается на угол, соответствующий количеству зубьев колеса и количеству заходов нарезаемой резьбы.

Многозаходную резьбу можно нарезать при помощи многорезцовых державок в которых резцы отстоят друг относительно друга на опрелделенном расстоянии.

Рис. 9. Схема нарезания резьбы вращающимися резцами (вихревой метод нарезания резьбы): О—О_х расстояние между осями вращения

Деталь, на которой должна быть нарезана резьба, закрепляется в центрах или патронеи и медленно вращается. В специальной головке, установленной на суппорте станка (рис. 9, а), закрепляется резец с пластинкой из твердого сплава. Головка, вращающаяся от специального привода, расположена эксцентрично относительно оси нарезаемой детали. Таким образом, при вращении головки резец, закрепленный в ней, описывает окружность, диаметр которой больше диаметра детали. Периодически (один раз за каждый оборот головки) резец соприкасается с деталью по дуге и за каждой оборот головки прорезает серповидную канавку, имеющую профиль резьбы. За каждый оборот вращающейся детали при перемещении вращающейся головки вдоль оси детали на величину шага резьбы на детали, будет образовываться один виток резьбы. При нарезании резьбы головку повертывают относительно оси детали на величину угла подъема винтовой линии резьбы.

Нарезание резьбы плашками и самораскрывающимися резьбонарезными головками

Основной недостаток всех типов плашек — это необходимость свинчивания их по окончании нарезания, что вызывает значительную затрату времени и снижает производительность, а также ухудшает качество резьбы.

Рис. 10. Схемы нарезания резьбы:

а — круглой плашкой; б — резьбонарезной головкой

Нарезание резьбы самораскрывающимися резьбонарезными головками (рис. 10,6), применяемыми на автоматах, револьверных и болторезных станках, значительно производительнее (в 3—4 раза), чем нарезание плашками (рис. 10, а), так как благодаря автоматическому раскрыванию обратного свинчивания их не требуется. Резьбонарезные головки нормализованной конструкции изготавливаются серийным порядком с тангенциальным и радиальным расположением плашек, а также с круглыми плашками.

Фрезерование резьбы

Фрезерование наружной и внутренней резьбы широко применяется в производстве; оно осуществляется двумя способами: 1) дисковой фрезой 2) групповой фрезой.

Первый способ — фрезерование дисковой фрезой — применяется при нарезании резьб с большим шагом и крупным профилем. Нарезание дисковой фрезой производится за один проход и для очень крупных резьб – за два или три прохода. Профиль фрезы соответствует профилю резьбы; ось фрезы располагается по отношению к оси детали под углом , равным углу наклона резьбы (рис. 11, а). Дисковые фрезы применяются симметричные (рис. 11, б) и несимметричные (рис.11,в ) в зависимости от конструкции станка. При на

Рис. 11. Схемы фрезерования резьбы дисковыми фрезами:

а — смещение осей фрезы и нарезаемой детали; б — фреза симметричного профиля; в — фреза несимметричного профиля.

резании резьбы фреза вращается и имеет поступательное движение вдоль оси детали, причем перемещение за один оборот детали должно точно соответствовать шагу резьбы. Вращение детали происходит медленно в соответствии с подачей. Время нарезания для каждого прохода определяется отдельно, так как глубина резания, минутная подача и врезание для каждого из них различны.

Второй способ — фрезерование групповой фрезой — применяется для получения коротких резьб с мелким шагом (рис. 12, a — фрезерование наружной резьбы, рис. 12,6 — фрезерование внутренней резьбы). Групповая фреза (называется иногда гребенчатой) представляет собой как бы группу дисковых фрез, собранных на одну оправку. Длина фрезы обычно принимаетсяи на 2—5 мм больше длины фрезеруемой резьбы. Групповая фреза устанавливается параллельно оси детали, а не под углом, как дисковая.

Рис. 12. Схемы фрезерования резьбы групповыми фрезами:

а – наружной резьбы; б — внутренней резьбы.

(Резьбу с большим наклоном групповой фрезой нарезать нельзя.) Предварительно производят врезание фрезы на глубину резьбы. Во время полного оборота детали групповая фреза перемещается на величину шага резьбы. Фрезерование резьбы происходит за 1,2 оборота детали; 0,2 оборота детали необходимо для врезания фрезы на глубину резьбы и перекрытия места врезания.

Нарезание внутренней резьбы метчиками

Внутреннюю резьбу часто нарезают метчиками. Метчики бывают ручные и машинные. Ручные метчики применяются обычно комплектом из двух или трех штук. Машинные метчики применяются для работы главным образом на сверлильных станках. Машинные метчики бывают цельные, прямые, с вставными ножами и гаечные.

Для нарезания резьбы в oтверстиях малых и средних диаметров применяют метчики цельные и гаечные, для нарезания в отверстиях больших диаметров (до 300 мм) — цельные метчики со вставными ножами или резьбонарезные головки с раздвижными плашками.

Для нарезания гаек в специализированном производстве крепежных деталей или при изготовлении большого количества гаек в серийном производстве применяются специальные станки для нарезания гаек при помощи изогнутого метчика. Такой станок (рис. 13, а) имеет подшипник, в котором закреплен пустотелый шпиндель с изогнутой трубкой; в этой трубке расположен изогнутый метчик. До начала работы трубка заполняется гайками. Гайки после нарезания резьбы перемещаются автоматически сквозь трубку и падают в ящик. Изогнутая форма метчика препятствует выпадениюего из шпинделя. Наиболее производительным является нарезание гаек на гайконарезных автоматах и полуавтоматах с кривыми метчиками, закрепленными в специальном патроне (рис. 13, б), состоящем из двух половин.

Метчик вместе с направляющей втулкой закладывается в одну половину патрона, после чего вторая половина скрепляется болтами с первой. От перемещения метчик удерживается гайками, находящимися на его хвосте. Гайки загружаются в бункер станка и под действием ползуна подаются к метчику. Такие автоматы изготовляются обычно двухшпиндельными. Ели при нарезании резьбы сквозной проход метчика невозможен, неходимо вывинтить метчик по окончании нарезания; для этого у многих револьверных и сверлильных станков имеются реверсивные устройства. При отсутствии у станков реверсивного устройства применяются специальные реверсивные патроны, которые имеют зубчатую передачу, переключающуюся на обратный ход в конце нарезания отверстия. Для устранения поломок метчика при упоре в дно глухого отверстия, а также при перегрузке, применяются специальные предохранительные патроны , позволяющие метчику останавливаться при вращающемся шпинделе, когда крутящий момент превысит величину, безопасную для прочности механизма.

Нарезание резьбы такими метчиками обеспечивает 2-й класс точности. Для сталей 45 и 40 X (HRC 38-f-40) применяются пластины Т5К10, а для высокопрочного чугуна (НВ 350-^380) — ВК8.

Для нарезания внутренней резьбы на револьверных станках и автоматах применяют резьбонарезные головки (рис. 14, б) с раздвижными плоскими плашками, называемыми иногда самооткрывающимися метчиками. Принцип действия этих головок схож с принципом действия самораскрывающихся головок для нарезания наружной резьбы. Как только нарезание резьбы окончено, режущие плашки автоматически сдвигаются, что позволяет вывести их из отверстия, в котором нарезалась резьба.

В метчиках диаметром 40мм и более целесообразно применять механическое крепление пластинок твердого сплава, так как это обеспечивает лучшее использование твердого сплава, более высокое качество и долговечность инструмента.

На рис. 14, а показан сборный метчик, у которого пластины твердого сплава крепятся в пазах втулки 2 с помощью клиновых прижимов 3. В осевом направлении пластины фиксируются торцом корпуса 4 метчика и крышкой 5, привернутой к втулке 2. Эта втулка крепится к корпусу 4 гайкой 7 и фиксируется от проворота штифтом 6.

Рис. 14. Сборный метчик (а), резьбонарезная головка для нарезания внутренней резьбы (б)

Шлифование резьбы

Шлифование широко применяется при изготовлении резьбонарезного инструмента, резьбовых калибров, накатных роликов, точных винтов и других деталей с точной резьбой. Шлифуют резьбу обычно после термической обработки, которая искажает элементы резьбы. Процесс шлифования резьбы одно- и многониточным кругом (рис. 15, а) аналогичен фрезерованию соответственно дисковой или групповой фрезой.

Рис. 15. Абразивные круги для шлифования резьбы:

а — однониточный; б — многониточный

Шлифование однониточным кругом 16, а) осуществляется при продольном перемещении детали 2. Однониточные круги правят одним или двумя алмазами при помощи специального приспособления (рис. 16, б).

Рис. 16. Шлифование резьбы однониточным кругом:

а — схема шлифования: 1 — шлифовальный круг; 2 — деталь; б — правка круга: 1 — шлифовальный круг; 2 — державка с алмазом.

Многониточные круги применяют преимущественно при шлифовании резьбы на деталях с короткой нарезанной частью (обычно не более40 мм). На рис. 17, а, б показаны схемы шлифования (/ и // — положения круга). Ширина шлифовального круга должна быть больше длины шлифуемой резьбы на 2—4 шага. На круге делается кольцевая резьба с требуемым шагом. Шлифование производится по методу врезания при продольном передвижении детали на 2—4 шага за 2—4 ее оборота.

Рис. 17. Шлифование резьбы многониточным кругом:

а и б — схемы шлифования; / и // — соответственно начальное и конечное положения шлифовального круга; в — заправка многониточного шлифовального круга под углом а; г — ролик для накатывания кольцевой резьбы

Если длина резьбы больше ширины многониточного круга, шлифование производится при продольном передвижении детали относительно круга. Все нитки резьбы детали последовательно шлифуются всеми нитками шлифовального круга. Заправляют круг под углом , как показано на рис. 17, в. Врезное многониточное резьбошлифование неизбежноо приводит к искажению профиля резьбы; при продольном перемещении детали относительно шлифовального круга искажение профиля получается значительно меньшим.

Профилируют многониточный шлифовальный круг на большинстве станков посредством накатывания кольцевой резьбы стальным роликом (рис. 17, г). Ролик для накатывания кольцевой резьбы изготовляют из закаленной стали одной из марок — Р18, У12, ХВГ. На цилиндрической поверхности ролика нарезана кольцевая резьба с требуемым шагом и углом профиля; на той же поверхности ролика прорезаны пересекающие кольцевую резьбу спиральные канавки с неравномерным шагом; иногда вместо спиральных канавок по всей поверхности резьбы ролика просверливают отверстия. При накатывании шлифовальный круг приводится в медленное вращение, благодаря чему заставляет вращаться ролик. Витки ролика постепенно выкрашивают на поверхности круга канавки, образуя кольцевую резьбу. На некоторых резьбошлифовальных станках имеются специальные приспособления для профилирования многониточного шлифовального круга алмазом.

Бесцентровое шлифование резьбы применяется преимущественно в массовом производстве при наличии многониточных кругов. Этим методом можно шлифовать только наружную резьбу. Для этих целей применяются станки, имеющие схемы обычных бесцентрово-шлифовальных станков, снабжаемые многониточными кругами с кольцевыми канавками, имеющими профиль шлифуемой резьбы. Круги имеют конусную заборную часть, что позволяет шлифовать деталь по наружному диаметру при наличии припуска, а образование профиля резьбы происходит постепенно по мере перемещения детали.

Деталь опирается на нож, точно установленный под углом подъема винтовой линии резьбы. Ось ведущего круга наклонена в вертикальной плоскости в ту же сторону, что и нож, но на угол, вдвое больший, благодаря чему заготовка помимо вращения осуществляет также осевую подачу на один шаг за один оборот. Вращение заготовки в несколько раз медленнее, чем при круглом шлифовании.

При шлифовании резьбы на деталях, имеющих головку или буртик, препятствующие сквозной осевой подаче, образование резьбы осуществляется за 1,2—1,5 оборота заготовки. В этом случае резьба шлифуется сразу по всей длине с предварительным врезанием шлифовального круга на глубину профиля.

При шлифовании таким методом можно получить резьбу 1-го класса точности; производительность при обработке деталей длиной 20 — 30 мм составляет 30—50 шт. в минуту.

Накатывание резьбы

Накатывание резьбы осуществляется при помощи давления, а не резания металла. При этом методе волокна материала не разрезаются, а деформируются пластически под воздействием резьбонакатных плашек или роликов, выступы которых вдавливаются в обрабатываемый металл. Полученная таким методом резьба имеет ровную, чистую и уплотненную поверхность.

Накатывается резьба в холодном состоянии. Материал изделия влияет весьма сильно на качество резьбы: высокое качество резьбы получается на изделиях из пластичного материала; на твердом материале резьба, в особенности крупная, накатывается на мощных станках с большими нагрузками.

Резьбу можно накатывать двумя способами: 1) плоскими накатными плашками и 2) накатными роликами (иногда их называют круглыми плашками).

На рис. 18 показана схема накатывания резьбы плоскими плашками. Плашка 1 неподвижна, а подвижная плашка 2 установлена на ползуне, совершающем прямолинейное возвратно-поступательное движение; 3 — деталь в положении до накатывания; 4 — деталь в положении после накатывания.

Рис.18. Схема накатывания резьбы плоскими плашками

Рабочая поверхность плашек имеет прямолинейную резьбу (развертку резьбы винта) с профилем и углом подъема, соответствующими

профилю и углу подъема накатываемой резьбы. Помещенная между плашками цилиндрическая заготовка в результате перемещения подвижной плашки 2 переходит из первоначального положения 3 в конечное 4 и при этом вследствие деформации металла приобретает резьбовую поверхность. Неподвижная плашка 1 имеет заборную часть, захватывающую заготовку и формирующую профиль резьбы, калибрующую часть, и сбег, обеспечивающий плавный выход заготовки из плашек. Подвижная плашка обычно изготовляется без заборной части.

При работе плоскими плашками возникают большие давления, Поэтому этим способом нельзя накатывать резьбы на недостаточно жестких или пустотелых заготовках.

Для получения требуемых размеров резьбы диаметр заготовки (d₃) должен быть примерно равен среднему диаметру резьбы. Его можно приближенно определить по формуле:

где d₃ — диаметр заготовки в мм; d_u — наружный диаметр резьбы в ни, d_B — внутренний диаметр резьбы в мм.

Для накатывания резьбы плоскими плашками применяются специальныe станки, имеющие ползун, на котором крепится подвижная плашка. В зависимости от конструкции станка ползун с плашкой совершает возвратно-поступательное движение в вертикальной, горизонтальной или наклонной плоскости. гайконарезные станки с плоскими плашками изготовляются автоматически действующими (в редких случаях с ручной установкой заготовки). Заготовка накатывается за один двойной ход ползуна. Длина ползуна зависит от длины плашек. При особо глубокой резьбе, большом шаге резьбы и т. п. для образования полного профиля резьбы приходится прокатывать заготовку между плашками два раза.

Плоскими плашками большей частью накатывают болты, винты и реже шурупы, обычно получая при этом резьбу 3-го класса точности Используемые для этого станки производят 120——150 двойных ходов, а наиболее современные — до 280 двойных ходов в минуту. Более точная резьба накатывается при 30—40 двойных ходах в минуту. Резьбонакатные автоматы, работающие плоскими плашками, выпускаются нескольких типоразмеров. На этих станках можно накатывать резьбу диаметром от 2 до 25 мм и длиной до 125 мм. Станки имеют автоматические загрузочные устройства и обладают высокой производительностью.

ОБРАБОТКА РЕЗЬБОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Виды резьб и резьбовой инструмент

Рис. 19. Накатывание резьбы роликами:

а — одним роликом; б — двумя роликами с винтовыми витками; в — двумя роликами с кольцевыми витками, наклоненными под углом подъема резьбы

В практике широкое распространение получило накатывание резьбы роликами (круглыми плашками) с радиальной, продольной и тангенциальной подачей.

Накатывание резьбы с радиальной подачей производится одним, двумя и тремя роликами. Накатывание резьбы диаметром от 5 до 25 мм одним роликом (Рис. 19,а) применяется на токарных и револьверных станках и

автоматax. Заготовка 1 зажимается в патроне или цанге станка, а

резьбовый ролик 2 — в державке 3, устанавливаемой в суппорте 4 или револьверной головке станка.

Нa ролике 2 резьба направлена противоположно по сравнению с накатываемой резьбой заготовки, т. е. правая резьба накатывается роликом с левой резьбой, и наоборот. Средний диаметр ролика, число заходов и длина хода резьбы должны быть кратными тем же параметрам накатываемой резьбы.

Накатывание резьбы одним роликом часто вызывает изгиб заготовки из-за односторонней радиальной силы, возникающей при накатывании.

Наибольшее распространение получил способ накатывания резьбы мя роликами (рис. 19, б). Заготовка 1 помещается на направляющей планке 2, располагаемой между роликами 3. Оба ролика вращают -в одну сторону, причем один из роликов получает радиальную подочу (по стрелке А).

Значительно реже накатывают резьбу тремя роликами. Радиальная подача в этом случае дается одновременно всем трем роликам, Центрирование заготовки производится самими роликами, причем не требуетстся никаких опор.

Скорость вращения роликов изменяется от 12 до 100 м/мин в зависимости от диаметра резьбы, точности ее и материала заготовки. При .накатке роликами можно получить резьбу 1-го и 2-го классов точности, а иногда и точнее.

Автоматы, накатывающие резьбу роликами, производительнее резьбонакатных автоматов, работающих плоскими плашками. Накатывание резьбы с продольной подачей осуществляется двумя, тремя и четырьмя роликами, снабженными заборными частями при постоянном межцентровом расстоянии. После предварительной осевой подачи накатывание осуществляется путем самозатягивания заготовки или головки с роликами.

Ролики применяются с винтовыми и кольцевыми витками. В первом случае оси роликов и накатываемой заготовки параллельны, а во втором — наклонены под углом подъема (рис. 19, в). Длина накатываемой этим способом резьбы практически не ограничена. Накатывание резьбы с продольной подачей применяется для резьб треугольного, трапецеидального и даже круглого профиля диаметром до 100 мм.

Окружные скорости применяются от 3 до 100 м/мин в зависимости главным образом от материала заготовки. Точность резьбы отвечает 2-му .классу. Точность резьбы выше 2-го класса достигается при работе с принудительной подачей вместо самозатягивания.

Накатывание внутренней резьбы

Накатывание резьбы в отверстиях диаметром от 20 до 100 мм производится накатным роликом, который вводится в отверстие заготовки и вместе с ней вращается, получая одновременно радиальное перемещение, направленное в тело заготовки, и выдавливая при этом профиль резьбы на стенке отверстия.

При накатывании внутренней резьбы в глубоких отверстиях применяется схема с осевой подачей ролика. Для этой цели используется резьбонакатная головка с тремя накатными роликами.

Для накатывания внутренней резьбы диаметром более 100 мм предварительно прорезают резьбу метчиком или фрезеруют на резьбофрезерном станке, а затем накатывают головкой с тремя роликами, которые ввинчиваются в заготовку. В такой головке ролики имеют кольцевые канавки; ось ролика смещена на угол подъема резьбы, каждый предыдущий ролик смещен относительно последующего на 1/3 шага резьбы. Скорость накатывания 15—20 м/мин.

Применение различных методов нарезания резьбы

Нарезание резьбы резцом на токарно-винторезном станке применяется главным образом для точных и длинных винтов, при нестандартном профиле резьбы, а также в других случаях, когда применение или изготовление специального инструмента встречает затруднения. При этом способе применяется более простой инструмент и достигается большая точность, чем на резьбофрезерном станке.

Низкая производительность и требующаяся высокая квалификация рабочего являются недостатками нарезания резьбы на токарных станках.

На токарно-револьверных станках и автоматах резьба нареза главным образом плашками и резьбонарезными головками при совмещении нарезания резьбы с обработкой других поверхностей изделии

Фрезерование резьбы целесообразно применять при достаточно больших партиях деталей, так как этот метод более производителен, чем нарезание на токарном станке. При фрезеровании резьбы квалификация рабочего может быть ниже, и он может работать на нескольких станках одновременно.

Шлифование резьбы применяется главным образом для резьбового режущего и измерительного инструмента, так как с помощью этого метода можно получить весьма точную резьбу на закаленной поверхности.

Накатывание резьбы применяется в крупносерийном и массовом производстве ввиду высокой производительности этого метода получения резьбы при достаточной точности ее.

Источник