Таблица 24. Число рабочих ходов при нарезании метрической и трапецеидальной резьб резьбовыми резцами с пластинами из твердого сплава.

Основные параметры

Одна из главных задач технологической подготовки производства при токарных работах — это определение рациональных режимов резания. При их расчете должны учитываться особенности обрабатываемого изделия и возможности станочного парка, а также наличие соответствующего инструмента, приспособлений и оснастки. Компоновка узлов и агрегатов токарного станка позволяет реализовать два определяющих вида движения, которые формируют заданную конфигурацию поверхностей детали: вращение заготовки (главное движение) и перемещение резца вглубь и вдоль поверхности детали (подача). Поэтому основными технологическими параметрами для токарного оборудования являются:

• глубина резания;
• подача и обороты шпинделя;
• скорость резания.

Существует взаимовлияние режимов резания и основных элементов производственной экономики. Среди них самые значимые — это:

• производительность оборудования;
• качественные показатели производства;
• стоимость выпускаемых изделий;
• износ оборудования;
• стойкость инструмента;
• безопасность труда.

Понятие о режимах резания

Точение на предельных режимах повышает производительность токарного оборудования. Однако такая работа станков не всегда возможна и целесообразна, т.к. существуют ограничения в виде предельной мощности главного привода, жесткости и прочности обрабатываемых изделий, а также технологических параметров инструмента и оснастки.

При неправильном расчете или подборе технологических параметров работа на высоких скоростях может вызвать повышенную вибрацию и разбалансировку отдельных механизмов токарного станка. Это приводит к понижению точности и повторяемости размеров изделий. Кроме этого повышается риск поломки инструмента и выхода из строя станка.

Глубина

Припуск — это толщина металла, удаляемого токарным резцом с заготовки до достижения ею чистового размера. При обточке и расточке он удаляется поэтапно за заданное число резов. Толщина металла, удаляемого за единичный проход резца, в механообработке носит название глубина резания и измеряется в миллиметрах. В технологических расчетах и таблицах этот параметр обозначают буквой t.

При операциях обточки она равна 1/2 разности диаметров перед и после обточки детали и вычисляется по формуле:

t = (D-d)/2,

где t – глубина резания; D — диаметр заготовки; d – заданный диаметр детали.

При операциях подрезки — это размер слоя металла, удаляемого с торца заготовки за единичный проход резца, а при проточке и отрезке — глубина канавки.

Глубина резания

В идеальном случае на удаление припуска требуется один проход резца. Но в реальности токарный процесс, как правило, включает в себя черновой и чистовой этап обработки (а для поверхностей с повышенной точностью – и получистовой). При хороших характеристиках и форме заготовки обе эти операции выполняются за два-три прохода.

Подача

Подача при токарной обработке — это длина пути при поперечном перемещении режущей кромки резца, совершаемом ей за единичный оборот шпинделя. Ее измеряют в мм/об, в технологической документации обозначают буквой S и подбирают по технологическим справочникам. Величина подачи зависит от мощности главного привода, значения t, габаритов и физических свойств обрабатываемой заготовки. При точении она рассчитывается по формуле:

S=(0,05…0,25) ×t,

При операции точения подача на токарном станке должна устанавливаться на максимально возможное число, но с учетом технологических параметров станка и применяемого инструмента. При операциях по черновому точению она зависит от мощности главного привода и устойчивости детали. А при чистовом точении основным критерием является заданный класс шероховатость поверхности.

Скорость

Скорость резания при токарной обработке — это суммарная траектория режущей кромки резца за единицу времени. Ее размерность — в м/мин, а в таблицах и расчетах ее обозначают буквой v и подбирают по технологической документации или рассчитывают по формулам. В последнем случае расчет происходит в следующей последовательности:

• вычисляется величина t;
• по справочнику выбирается значение S;
• определяется табличное значение vт;
• рассчитывается уточненное значение vут (умножением на корректирующие коэффициенты);
• с учетом скорости вращения шпинделя выбирается фактическое значение vф.

Скорость резания

Этот параметр является одной из основных характеристик производительности металлорежущего оборудования и напрямую влияет на эксплуатационные режимы работы токарного станка, износ инструмента и качество обрабатываемой поверхности.

Формулы и определения для точения резьбы

Глубина врезания

Формулы и параметры при расчете режимов резания
Благодаря обработке полной глубины врезания за несколько проходов, радиус при вершине режущей пластины не перегружается.

Пример: если глубина врезания (радиальное врезание) за проход составит 0,23–0,10 мм, то общая глубина (ap) и глубина профиля (0,94 мм) у метрической резьбы с шагом 1,5 мм будет обработана за 6 проходов (nap).

Глубину врезания можно вычислить по формуле:

Δap = радиальное врезание, глубина резания за проход

X = номер прохода (последовательно от 1 дo nap)

ap = общая глубина резьбы + припуск на механическую обработку

nap = количество проходов

Y = 1-й проход = 0,3

2-й проход = 1

3-й проход и далее = x-1

Шаг 1,5 ммap = 0,94 ммnap = 6

γ1 = 0,3 γ2 =1 γn = x-1

1. ВпадинаПоверхность у основания, соединяющая две соседние боковые стороны профиля
2. Боковая сторона профиляПоверхность резьбы, соединяющая вершину и впадину профиля
3. ВершинаПоверхность, соединяющая две боковые стороны профиля на наружном диаметре

P = шаг резьбы в мм или нитках на дюйм

Расстояние между двумя соответствующими точками соседних витков, измеренное параллельно оси резьбы.

β = угол профиля резьбы

Угол между боковыми сторонами профиля, измеренный в осевой плоскости.

φ = угол подъёма винтовой линии резьбы

Угол, образованный касательной к винтовой линии резьбы в точках, лежащих на среднем диаметре, и плоскостью, перпендикулярной оси резьбы.

Параметры диаметра

d = наружный диаметр наружной резьбы

D = наружный диаметр внутренней резьбы

d1 = внутренний диаметр наружной резьбы

D1 = внутренний диаметр внутренней резьбы

d2 = средний диаметр наружной резьбы

D2 = средний диаметр внутренней резьбы

Эффективный диаметр винтовой резьбы находится приблизительно посредине между наружным и внутренним диаметрами.

Угол подъёма резьбы

Угол подъёма резьбы (φ) зависит от диаметра и шага резьбы Этот параметр можно представить в виде развёртки прямоугольного треугольника. Угол подъёма резьбы вычисляется по приведённой ниже формуле.

Скорость резания

Скорость резания, м/мин, при нарезании крепежной резьбы резцами с пластинами из твердого сплава

(27)

при нарезании резьбы метчиками или плашками

(28)

где D

– номинальный диаметр резьбы, мм .

Значения коэффициента Сv

и показателей степени приведены в табл. 25.

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания,

(29)

где:

— коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала (табл. 26);

—

коэффициент, учитывающий материал режущей части инструмента (табл. 26);

— коэффициент, учитывающий способ нарезания резьбы (принимают равным 1,0, если резьба нарезается черновым и чистовым резцами; и 0,75, если резьба нарезается одним чистовым резцом).

По расчётной скорости резания определяют частоту вращения шпинделя, формула (4). Затем, по принятой паспортной частоте вращения корректируется фактическая скорость резания, формула (5), которая и участвует в дальнейших расчётах.

Универсальные резьбовые токарные резцы

Расчет электрического тока по мощности: формулы, онлайн расчет, выбор автомата

Как понятно из названия данный тип резцов служит для нарезания резьбы на деталях. Резьба бывает наружная и внутренняя, так и токарные резцы подразделяются на два вида, для наружной обработки и для внутренней.

Токарные резец для наружной резьбы представлен на картинке ниже.

Токарные резец для обработки наружной резьбы.

И следом токарные резец для обработки внутренней резьбы.

Токарный резец для обработки внутренней резьбы.

Стоит отметить что токарными резцами для обработки внутренних диаметров можно нарезать резьбу в отверстиях достаточно большого диаметра. Это объясняется геометрическими параметрами державки резца.

Еще по резьбовым токарным резцам стоит отметить, как и в общем по всем универсальным, что их нельзя использовать сразу, принеся с магазина, их нужно правильно заточить.

Резьбовые резцы в зависимости профиля резьбы обычно затачиваются под 60 градусов для метрической резьбы и 55 градусов для дюймовой. Заточку резьбовых резцов проводят с помощью специального шаблона.

Шаблон для заточки резьбовых резцов.

Далее переходим к современным типам токарных резьбовых резцов со сменной пластиной.

Нарезание резьбы метчиками и плашками

Нарезание резьбы метчиками

используется для нарезания внутренней резьбы. Комплект чаще всего состоит из трех метчиков. Между ними распределяется припуск на обработку. Первые два метчика нарезают резьбу не на полный профиль, а третий, обрабатывая резьбу, придает ей окончательные размеры и форму. Последовательность применения метчиков данного комплекта можно определить по рискам на хвостовой части (первый имеет одну риску) или по профилю режущих зубьев. Нарезать резьбу в сквозных отверстиях, длина которых не превышает диаметра резьбы, можно одним метчиком. Такой
метчик называют гаечным. Режущая часть метчика 1 (рис. 131) состоит из заборного и направляющего участков: основную работу по срезанию металла выполняет заборный участок, а направляющий — главным образом калибрует обработанную поверхность.
Размер отверстия под нарезку резьбы в заготовке подбирают по таблицам. Метчик закрепляют в приспособлении, показанном на рис. 131.

Приспособление состоит из оправки 2 и хвостовика 4. Хвостовик закрепляют в задней бабке станка, а метчик — в оправке при помощи винта. Включив вращение заготовки, метчик заводят в обрабатываемое отверстие и нарезают один-два витка, передвигая инструмент от маховика задней бабки. После этого ручная подача не нужна, так как метчик начинает затягиваться в отверстие, благодаря вращению заготовки. При этом оправка передвигается вдоль хвостовика. Когда паз оправки сходит со шпонки 3, оправка начинает вращаться вместе с заготовкой и нарезка резьбы автоматически прекращается. Длину нарезки резьбы можно изменить, регулируя положение шпонки относительно втулки.

Нарезание резьбы метчиками с принудительной подачей требует равенства шага нарезаемой резьбы и продольной подачи на один оборот относительного вращения изделия и инструмента. Точное совпадение этих велечин может иногда не достигаться. Такое неравенство вызовет срезание ниток резьбы, «заедание» инструмента и его поломку. В целях предотвраще этого применяют специальные средства закрепления инструмента, которые обеспечивают ему возможность свободного осевого смещения на некоторой длине вперед и назад.

Однако ошибка ∆ несовпадения шага нарезаемой резьбы и продольной подачи за один оборот не должна превышать

∆ ≤ l/n мм,

где n — число ниток резьбы на нарезаемой заготовке; l — свободное осевое смещение метчика в патроне-метчикодержателе.

Применение метчикодержателей, обеспечивающих осевое смещение метчика, следует считать обязательным.

Нарезание резьбы метчиками с самозатягиванием применяется для коротких резьб (небольшой длины). Инструмент закрепляется в метчикодержателях, обеспечивающих его свободное осевое перемещение на длине, превосходящей длину нарезаемой резьбы. Нарезание резьб с крупным шагом требует гарантированного самозатягивания метчика в начальный момент нарезания (на первых двух-трех нитках). С этой целью специальной подточкой е уменьшают притупление зубьев на заборном участке первого метчика (рис. XIV.3), которое неизбежно образуется при шлифовании заборного конуса.

Последующим метчикам в комплекте на направляющих частях придают передние короткие (две-три нитки) несколько заниженные по диаметрам нарезки, позволяющие осуществлять легкое свинчивание с резьбой нарезки, образованной предыдущим метчиком.

Наиболее распространенные методы нарезания резьбы метчиками на токарных станках рассмотрены на странице «Способы нарезания резьбы метчиками».

В качестве смазочно-охлаждающей жидкости при нарезании резьбы метчиками и плашками рекомендуется использовать: для заготовок из стали — осерненное машинное масло (сульфофрезол); для заготовок из чугуна, бронзы, алюминия — эмульсии или керосин.

Современные резьбовые токарные резцы

Гост 16532-70. передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные внешнего зацепления. расчет геометрии

Они в основном используются на станках с ЧПУ и имеют конструкцию, состоящую из державки и сменной пластины, данная пластина подбирается в зависимости от профиля резьбы.

Резьбовые токарные резцы для станков с ЧПУ

Токарные резьбовые резцы для станков с ЧПУ также подразделяться на наружные и внутренние. Их назначение точно такое же, как и у универсальных резьбовых токарных резцов

Современные резьбовой токарный резец для наружной обработки на картинке ниже

Резьбовой токарный резец для наружной обработки

И резец со сменной пластиной для обработки внутренней резьбы.

Резьбовой резец для станков с ЧПУ для обработки внутренней резьбы

Представленные выше резцы имеют обозначения: 266RFG-2525-16 и 266RKF-20-16

Далее мы откроем модели данных резцов в SolidWorks и посмотрим видео анимацию обработки этими резцами.

Контроль качества

Чтобы удостовериться в том, что заготовка была обработана правильно, необходимо воспользоваться резьбовыми шаблонами. С их помощью проверяется шаг резьбы.

Но для комплексной оценки применяется резьбовой калибр. Для удобства его устанавливают в стойке, и настраивают по эталону или шаблону, затем проверяется ход самой детали.

Также можно воспользоваться самым простым и часто используемым методом. Берётся гайка или болт, и прокручивается по выполненной детали.

Если походу движения на резьбе заметны задиры, или нужно прикладывать больше усилий, тогда вы допустили погрешность в работе. Теперь вы уже знаете, как пользоваться токарным станком для выполнения различных гаек, болтов или резьбовых соединений.

Важно помнить, что такие детали, требуют к себе большой осторожности и нежности при каждом проходе, и даже проверки качества. Лучше потратить больше времени на работу, чем потом испортить несколько заготовок

Технология использования метчиков и плашек

При помощи метчиков, представляющих собой винт с несколькими продольными канавками, которые формируют режущие кромки и способствуют отводу стружки, на токарном станке нарезают преимущественно метрические резьбы в отверстиях небольшого диаметра. Если для нарезания резьбы используются машинные метчики, то операция выполняется за один проход.

Машинные метчики отличаются от обычных тем, что они состоят из двух частей – заборной и калибровочной. Если для нарезания резьбы с помощью токарного станка используются обыкновенные метчики, то технология выполнения этого процесса предполагает применение набора инструментов. Набор для нарезания внутренней резьбы включает в себя три типа метчиков: черновой, который выполняет 60% работы, получистовой (30%), чистовой (10%). Иногда в таком наборе может быть два инструмента: черновой, выполняющий 75% работы, и чистовой, на который приходится 25% работы. Чтобы отличить черновой метчик от чистового, достаточно посмотреть на его заборную часть: она у него значительно длиннее, чем у чистового.

Конструкция метчика для нарезания резьбы

Скорость нарезания резьбы на токарном станке с использованием метчиков может быть достаточно высокой:

• 6–22 м в минуту – для деталей, изготовленных из чугуна, бронзы и алюминия;
• 5–12 м в минуту – для стальных заготовок.

При помощи плашек, представляющих собой кольцо с внутренней резьбой и несколькими стружечными канавками, наружную резьбу делают на винтах, болтах и шпильках. Поверхность детали должна быть предварительно обточена на величину требуемого диаметра, который обязательно должен учитывать допуск:

• 0,14–0,28 мм – для резьбы, диаметр которой составляет 20–30 мм;
• 0,12–0,24 мм – для резьбы с диаметром 11–18 мм;
• 0,1–0,2 мм – для резьбы, имеющей диаметр 6–10 мм.

Плашки, которыми нарезается наружная резьба, закрепляются в специальном патроне (плашкодержателе), расположенном в пиноли задней бабки токарного станка.

Плашки для нарезания резьбы

Используя плашки, резьбу нарезают со следующими скоростями (их настройка также учитывает минимальный износ инструмента в ходе работы):

• 10–15 м в минуту – на изделиях, выполненных из латуни;
• 2–3 м в минуту – на чугунных деталях;
• 3–4 м в минуту – на заготовках из стали.

Нарезание резьбы плашками

Главная / Справочники / Нарезание резьбы плашками

Резьба — это винтовая поверхность, образованная на телах вращения и применяемая для соединения, уплотнения или обеспечения заданных перемещений деталей машин и механизмов. Резьбы подразделяются на цилиндрические (образованные на цилиндрических поверхностях) и конические (образованные на конических поверхностях).

Основные элементы резьбы:

• Наружный диаметр резьбы — это диаметр воображаемого цилиндра, поверхность которого совпадает с вершинами наружной резьбы и впадинами внутренней резьбы.
• Внутренний диаметр резьбы — диаметр цилиндра, поверхность которого совпадает с вершинами внутренней резьбы и впадинами наружной резьбы.
• Средний диаметр резьбы — диаметр воображаемого соосного с резьбой цилиндра, образующая которого пересекает профиль резьбы в точке, где ширина канавки равна половине шага резьбы.
• Угол профиля — угол между боковыми сторонами профиля, измеренный в осевом сечении.
• Вершина профиля — участок профиля, соединяющий боковые стороны выступа.
• Впадина профиля — участок профиля, соединяющий боковые стороны канавки.
• Шаг резьбы — расстояние между соседними одноименными боковыми сторонами профиля в направлении, параллельном оси резьбы.
• Угол подъёма резьбы — угол, образованный касательной к винтовой линии к точке, лежащей на среднем диаметре резьбы, и плоскостью, перпендикулярной оси резьбы.
• Угол профиля — угол между боковыми сторонами витка, измеренный в плоскости, проходящей через ось резьбы.

В промышленности применяются следующие резьбы:

• Метрическая резьба

  — имеет треугольный профиль и служит, в основном, для соединения деталей между собой. Метрическая резьба подразделяется на две группы: метрическая резьба с крупным шагом и метрическая резьба с мелким шагом для диаметров 0,25-600 мм.

• Трубная коническая резьба

  — имеет то же назначение, что и цилиндрическая. Необходимая плотность соединения достигается деформацией витков трубной конической резьбы.

• Коническая дюймовая резьба

  с углом профиля 60 град. Коническая дюймовая резьба применяется для получения плотных соединений.

• Дюймовая резьба

  — применяется для крепёжных соединений деталей машин болтами, винтами и шпильками.

• Трапецеидальные резьбы

  — применяются, в основном, для ходовых винтов станков и других силовых передач. Трапецеидальные резьбы подразделяются на крупную, нормальную и мелкую.

• Упорные резьбы

  — крупная, нормальная и мелкая — применяются преимущественно для ходовых и грузовых (с большой нагрузкой) винтов с односторонне действующей нагрузкой. В редких случаях используются как крепёжные.

• Прямоугольная резьба

  — применяется для грузовых и ходовых винтов. Резьба сложна в изготовлении и имеет недостатки, ограничивающие её применение.

• Трубная резьба цилиндрическая

  — трубная цилиндрическая резьба применяется в соединениях полых тонкостенных деталей, когда соединение должно быть особенно плотным.

• Модульная резьба

  — применяется для червяков.

Резьбы бывают левые и правые.

Резьбонарезной патрон представляет собой цилиндрическую оправку с плашкодержателем. На цилиндрической части оправки выполнен продольный паз, оканчивающийся кольцевой канавкой, в которой установлен подпружининый упор одностороннего действия. Врезание плашки в заготовку осуществляется подачей держателя. Затем, при самозатягивании инструмента, держатель скользит по оправке. В конце нарезания резьбы шпонка заскакивает в кольцевую канавку, и держатель, увлекаемый плашкой, свободно проворачивается. При включении обратного вращенияшпинделя шпонка останавливается против паза оправки, входит в него и позволяет держателю продвигаться назад во время свинчивания плашки. Патрон настраивается на длину нарезаемой резьбы при установке указателя в необходимое положение по шкале. Для крепления плашек меньших размеров в посадочное отверстие патрона устанавливают переходные кольца. Нарезание резьбы плашкой обычно осуществляют за одну установку заготовки после её подготовки под резьбу. Для подготовки необходимо: — убедиться, что пиноль задней бабки и шпиндель станка соосны; — закрепить плашку в резьбонарезном патроне и установить в пиноль задней бабки; — установить заднюю бабку возможно ближе к заготовке и закрепить на станине; — настроить резьбонарезной патрон на требуемую длину по первой заготовке из партии. После подготовки плашку подводят к вращающейся заготовке ручной подачей, производят равномерный поджим до нарезания 2-3 полных витков резьбы, а дальнейшее нарезание осуществляется самозатягиванием. Конические резьбы нарезаются с принудительной подачей почти по всей длине заготовки. В конце резания станок переключают на обратное вращение шпинделя и свинчивают плашку. Если нарезать длинную резьбу при помощи резьбонарезного патрона невозможно, плашку закрепляют в слесарном плашкодержателе. Плашкодержатель держат левой рукой за рукоять, которую опирают на верхние салазки суппорта или стержень, закрепляемый продольно в резцедержателе. Включив вращение шпинделя, правой рукой вращают маховичёк задней бабки и пинолю подают плашку вперёд. Убедившись, что конус режущей части плашки совместился с центрирующей Фаской заготовки, производят нарезание резьбы. Если резьбу нужно нарезать до уступа, вращение шпинделя выключают до окончания нарезания и оставшиеся несколько витков дорезают вручную. Скорость резания при нарезании резьбы плашками u=3-4 м/мин для стальных заготовок;u=2-3 м/мин для чугунных заготовок и u=10-15 м/мин для латунных заготовок. Для нарезания резьб плашками рекомендуются следующие скорости резания: — по стали 2 — 4 м/мин, — по цветным металлам 8 — 12 м/мин, — по чугуну 2 — 3 м/мин. При нарезании резьбы метчиками и плашками подача равна шагу резьбы. Круглые плашки для нарезания цилиндрических резьб — служат для нарезания резьбы метрической (d=1-135 мм),дюймовой (d=1/4-2″), трубной (d=1/8-2″), и для калибрования предварительно нарезанной резьбы. Круглые плашки для конической резьбы — применяются для нарезания трубной конической резьбы (d=1/8-2″) и конической резьбы с углом профиля 60* (d=1/16-2″). Круглыми плашками выполняют наружные резьбы треугольного профиля на деталях, к которым не предъявляют высоких требований по соосности резьбы с другими поверхностями. Пределы выполняемых резьб ограничены механическими свойствами обрабатываемого металла. Например, на стальных деталях круглыми плашками нарезают резьбы с шагом примерно до 2 мм. Для более мягких цветных металлов этот предел может быть увеличен. Резьбы с крупным шагом предварительно обрабатывают резцом, а затем уже калибруют плашками. Плашки для конических резьб более широкие и имеют только одну режущую часть со стороны большего диаметра. Особенность их работы в том , что в процессе участвует не только режущая, но и калибрующая часть. Участок детали, на котором необходимо нарезать резьбу плашкой, предварительно обрабатывают. Диаметр обработанной поверхности должен быть несколько меньше наружного диаметра резьбы. Для метрической резьбы диаметром 6-10 мм эта разница составляет 0,1-0,2 мм; диаметром 11-18 мм-0,12-0,24 мм; диаметром 20-30мм-0,14-0,28 мм. Для образования захода резьбы необходимо на торце снять фаску, соответствующую высоте профиля резьбы. Перед нарезанием заготовку обтачивают до размера меньше наружного диаметра резьбы примерно на 0,7шага, чтобы предотвратить срыв вершинок резьбы из-за частичного выдавливания металла при резании. Для лучшего центрирования плашки на конце заготовки протачивают небольшую фаску. Нарезание цилиндрических резьб плашками имеет некоторые особенности. Когда плашка принудительной подачей врежется примерно на половину своей ширины в заготовку. резьба нарезается самозатягиванием, т.е. плашка завинчивается на заготовку, как гайка на винт. Важно в начале резания совместить плашку с осью заготовки, чему способствует центрирующая фаска на заготовке и относительно свободное радиальное положение плашки в резьбонарезном патроне.

<�назад | оглавление |

Технология накатки резьбы

Резьба формируется в результате пластических деформаций металла. Инструмент с большим усилием вдавливается в тело заготовки, сталь выдавливается во впадины.

Для накатывания применяются следующие инструменты и приспособления:

• Ролики. Могут использоваться два или три приспособления, имеют осевую, радиальную или тангенциальную подачу.
• Резьбонакатные головки. Сложное по конструкции, но высокопроизводительное оборудование. Ограничение – длина резьбы не может превышать ширину роликов головки.
• Плоские плашки. Самое простое в изготовлении оборудование, длина резьбы не ограничивается. Применяются для создания метизов диfметром от 25 мм.
• Ролик-сегмент. Довольно сложные приспособления, позволяют получать соединения и высокой точностью параметров.
• Безстружечные метчики. Применяются редко из-за недостаточных параметров по качеству поверхности резьбы.

С точки зрения металлообработки, прокатка резьбы считается одним из способов холодной ковки – заготовка попадает между штампами. Пластическая деформация имеет прямую зависимость от максимального процента удлинения (пластичности) и текучести металла. Накатывать резьбу можно лишь на заготовках из сплавов с коэффициентом удлинения ≥ 12%. Еще один фактор, оказывающий влияние на возможность накатывания резьбы – твердость. Значение зависит от микроструктуры материала.

Типы и свойства резцов

Классификация

На практике применяются резцы для наружной и внутренней резьбы с державкой прямоугольного сечения. Реже встречаются дисковые, призматические, затачиваемые по передней поверхности. Рабочий профиль у всех соответствует размерам винтовой канавки. По направлению нарезаемой спирали выпускают левые и правые.

Различают цельные и сборные инструменты. Первые, преимущественно изготовлены из быстрорежущей стали, небольшого сечения или дисковые. Основная масса оснащается режущими пластинами, закреплёнными пайкой тугоплавким припоем или механическим способом, допускающим замену при износе.

Резцы резьбовые: наружный (черт. 1), внутренний (черт. 2)

Нарезание резьбы резцами

Широко распространенным элементом деталей машин является наружная и внутренняя резьбы В машиностроении применяются крепежные резьбы с треугольным профилем, ходовые с прямоугольным и трапецеидальным профилем и конические резьбы.

Нарезание резьбы производится резцами (неподвижными и вращающимися), гребенками, плашками, резьбонарезными головками, резьбовыми фрезами и метчиками, отделочная обработка резьбы – шлифовальными кругами. Широко применяется изготовление резьбы методом пластической деформации – накатывания плашками и роликами.

Нарезание резьбы резцами

Нарезание резьбы резцами производится на токарно-винторезных станках.

Деталь, установленная в патроне или центрах, вращается, а резец, закрепленный в резцедержателе, перемещается вдоль образующей резьбы, причем эти движения строго согласованы: за один оборот детали резец перемещается на величину шага резьбы.

Движение суппорта при нарезании резьбы передается от ходового винта, который через коробку передач соединен со шпинделем (передаточное отношение равно отношению шага нарезаемой резьбы к шагу ходового винта).

Применяются плоские, тангенциальные и дисковые однопрофильные или многопрофильные (гребенки) резцы (рисунок 1). Профиль резца соответствует профилю впадины резьбы.

Для предотвращения искажения профиля резьбы обычно затачивают с передним углом, равным нулю, и устанавливают так, чтобы передняя грань находилась на высоте центров.

Подача резца производится двумя способами: перпендикулярно оси детали (рисунок 2 а), причем резец работает всем профилем, и параллельно образующей резьбы (рисунок 2б); в этом случае резец работает одной режущей кромкой.

При нарезании резьбы с крупным шагом предварительную обработку производят прорезным резцом с углом профиля, отличающимся от угла профиля резьбы на 5-10?. На токарных станках производят нарезание резьбы на длинных деталях или в тех случаях, когда резьба должна быть строго концентрична с другими поверхностями, обрабатываемыми в этой же установке.

Производительность труда при этом невысокая, так как нарезание производится в пять-десять и более проходов, много времени затрачивается на обратный ход и установку резца на размер. Кроме того, эта работа выполняется рабочими высокой квалификации и требует напряженного внимания, особенно при нарезании внутренней резьбы.

Глубина врезания за проход

Рекомендации по глубине врезания можно найти в каталоге или в ToolGuide. Эти значения рекомендуются в качестве начальных, при этом необходимо подобрать оптимальное количество проходов для каждой конкретной операции точения резьбы.

• Избегайте глубины врезания менее 0,05 мм
• Для пластин со вставками из кубического нитрида бора глубина врезания не должна превышать 0,10 мм
• Для многозубых пластин необходимо в точности следовать рекомендациям по глубине врезания

Уменьшение глубины врезания (постоянная площадь сечения стружки)

Уменьшение глубины врезания за проход – самый популярный способ улучшить результат обработки и первый выбор на всех операциях точения резьбы.

• Первый проход должен быть самым глубоким, а последний – около 0,07 мм
• Даёт равномерную нагрузку на пластину и более «сбалансированную» площадь сечения стружки

Постоянная глубина врезания за проход

При постоянной глубине врезания каждый проход (кроме последнего) будет осуществляться с одинаковой глубиной врезания независимо от количества проходов. Этот вариант является менее производительным.

• Повышает необходимое количество проходов
• Более высокая нагрузка на пластину
• Может обеспечить более оптимальный контроль над стружкодроблением
• Не рекомендуется использовать при обработке резьб с шагом более 1,5 мм или 16 ниток на дюйм

Циклы точения резьбы на станках с ЧПУ

Стандартные токарные станки с ЧПУ имеют специализированные циклы точения резьбы, где шаг, глубина резьбы и количество проходов можно задать различными способами, включая программирование первого и последнего проходов.

Для последнего прохода настоятельно рекомендуется не использовать зачистной проход (при котором глубина резания последнего прохода равна глубине резания предыдущего). Более оптимально использовать рекомендуемые циклы врезания для обеспечения высокого качества резьбы и стойкости пластины.

НАРЕЗАНИЕ РЕЗЬБЫ НА ТОКАРНОМ СТАНКЕ

Нарезание многозаходной резьбы. Рисунок 4 — Способы установки резьбового резца.
Прямоугольные и трапецеидальные резьбы часто бывают многозаходными и их угол подъема винтовой линии может достигать 40°. Резьбы прямоугольного и трапецеидального профиля нарезают стержневыми резцами, профиль которых должен строго соответствовать профилю резьбы. Главную режущую кромку выполняют параллельно оси нарезаемой резьбы; передний угол резца γ = 0, а задний α = 6…8°. Для обеспечения нормальных условий резания необходимо, чтобы действительный задний угол составлял не меньше 3°. Резец в процессе резания скручивается, поэтому действительный угол задний не будет равен 6…8° Наибольшее распространение получили два способа установки резца при нарезании резьб с углом подъема винтовой линии более 40°. При первом способе главную режущую кромку устанавливают параллельно оси детали, что позволяет нарезать резьбу, профиль которой совпадает с профилем резца. Недостаток этого способа − неодинаковые условия работы боковых режущих кромок резца. Угол резания у правой боковой кромки больше 90°. Для устранения этого недостатка на передней поверхности вдоль режущей кромки выполняют канавку (рис. 4, б). Однако при этом ослабляется сечение режущей кромки и снижается ее стойкость. Кроме того, с увеличением угла подъема винтовой линии нагрузка на резец возрастает и он начинает отклоняться влево и вниз, что может привести к образованию неполного профиля резьбы. Поэтому этот способ установки применяется при нарезании резьб с шагом 3…4 мм, а также при выполнении чистовых переходов (снимаемый припуск 0,2…0,3 мм). Главную режущую кромку устанавливают точно на линии центров станка с помощью шаблона. При втором способе (рис. 4, в) главную режущую кромку резца устанавливают перпендикулярно винтовой линии. В этом случае обе боковые режущие кромки находятся в одинаковых и более благоприятных условиях работы. Недостатком этого способа является искажение профиля резьбы, которое тем больше, чем больше угол подъема винтовой линии. Его применяют при черновых переходах для снятия больших припусков. Для точной установки головки резца применяют специальную державку (рис. 5). Головка резца 1 может перемещаться относительно корпуса. Фиксируют головку в нужном положении (по риске А относительно шкалы В) винтом 6, который навинчивают на стержень головки по резьбе с крупным шагом и ввинчивают в корпус 4 по резьбе с мелким шагом. Такое устройство позволяет надежно закреплять головку резца в нужном положении. Резец крепят в корпусе 3 винтом 2. Иногда головку резца выполняют с прорезью, которая позволяет резцу незначительно отжиматься, что повышает качество обработанной поверхности.
Рисунок 5 — Державка для нарезания резьб с большоим углом винтовой линии.