Обзор способов нарезания резьбы: взгляд изнутри. Нарезание резьбы

Как нарезать резьбу вручную плашкой и метчиком

Резьбовые соединения широко применяются в устройстве различных механизмов и машин. Болты, шпильки, винты, гайки – это универсальные, взаимозаменяемые крепежные изделия. Однако бывают случаи, когда требуется нарезать резьбу вручную. Качественно выполнить эту работу поможет специализированный инструмент.

Содержание

В машиностроении выделяют три основные системы крепежных резьб: метрическую, дюймовую и трубную.

Метрическая резьба получила наибольшее распространение. Она имеет треугольный профиль с углом 60˚. Её основные параметры, диаметр и шаг, выражаются в миллиметрах. Пример обозначения: М16. Это означает, что резьба метрическая, имеет диаметр 16 мм с крупным шагом 2,0 мм. Если шаг мелкий, тогда указывается его значение, например, М16*1,5.

Диаметры дюймовой и трубной резьбы выражаются в дюймах. Шаг характеризуется числом ниток на дюйм. Указанные параметры стандартизированы, поэтому всегда есть возможность подобрать необходимый инструмент.

Нарезание наружной резьбы плашкой

Для нарезания наружной резьбы потребуются следующие инструменты и материалы: плашка или трубный клупп, плашкодержатель, напильник, тиски, штангенциркуль, машинное масло.

Наибольшее распространение получили круглые плашки (лерки). Они бывают цельными или разрезными. Диаметры цельных круглых плашек стандартизированы. Это позволяет выбрать подходящий вариант из большого ряда размеров, например, М10, М12, М14, М16.

Особенностью разрезных плашек является возможность регулировать диаметр нарезаемой резьбы в пределах 0,1…0,25 мм. Однако они обладают пониженной жесткостью, что сказывается на точности получаемого профиля.

Порядок работы

Плашку устанавливают в плашкодержатель подходящего размера. После этого её закрепляют при помощи винтов. В случае с наружной трубной резьбой нередко используют плашкодержатели с трещоткой. Они обеспечивают удобство работы в труднодоступных местах, например, у стены.

Толщину стержня выбирают на 0,1…0,25 мм меньше диаметра наружной резьбы. Например, для М6 с крупным шагом это 5,80…5,90 мм; М8 – 7,80…7,90 мм; М10 – 9,75…9,85 мм. Замеры выполняют с  помощью штангенциркуля. Диаметры стержней под нарезание метрической резьбы среднего класса точности 6g представлены в таблице.

Номинальный диаметр резьбы, мм	Шаг, P	Диаметр стержня, мм
		номинальный	минимальный
5	0,8	4,92	4,82
6	1	5,89	5,79
8	1,25	7,87	7,76
10	1,5	9,85	9,73
12	1,75	11,83	11,7
14	2	13,8	13,67
16	2	15,8	15,67
18	2,5	17,8	17,62
20	2,5	19,8	19,62
22	2,5	21,8	21,62
24	3	23,79	23,57
27	3	26,79	26,57
30	3,5	29,79	29,52

Чтобы обеспечить лучшее врезание плашки, на конце стержня запиливают фаску. Её ширина должна быть 1 – 1,5 мм для М6 … М18. Заготовку смазывают машинным маслом, что облегчает последующую работу и позволяет получить более качественную поверхность.

Плашку накладывают на конец стержня так, чтобы её плоскость была перпендикулярна оси нарезаемого болта. Далее с небольшим нажимом вращают плашкодержатель по часовой стрелке (если резьба левая, то против часовой стрелки). Когда плашка врежется в стержень на одну-две нитки, её следует повернуть на пол-оборота назад для лучшего удаления стружки. После этого снова делают 1-2 оборота по ходу резьбы и 0,5 – в обратную сторону. Действуя по данной схеме, болт нарезают на необходимую длину.

Диаметр наружной резьбы проверяют обычной гайкой или калибром-кольцом. При необходимости шаг контролируют резьбомером.

Нарезание внутренней резьбы метчиком

Для формирования внутренней резьбы необходимы следующие инструменты и материалы:

• молоток, кернер, дрель, сверла;
• комплект метчиков, вороток, слесарные тиски;
• машинное масло.

Технология нарезания резьбы метчиком

Первым делом производят разметку заготовки и кернят центр будущего отверстия. Подбирают сверло, соответствующее необходимому диаметру резьбы. Это можно сделать с помощью справочных таблиц или приближённо по формуле d = D – P. Здесь D – диаметр резьбы, P – её шаг, d – диаметр сверла. Например, для М10 d = 10 – 1,5 = 8,5 мм.

Номинальный диаметр

резьбы, мм

Шаг, P

Диаметр сверла

под резьбу

2	0,4	1,6
3	0,5	2,5
3,5	0,6	2,9
4	0,7	3,3
5	0,8	4,2
6	1	5,0
	0,75	5,25
	0,5	5,5
8	1,25	6,8
	1	7,0
	0,75	7,25
	0,5	7,5
10	1,5	8,5
	1,25	8,8
	1	9,0
	0,75	9,25
	0,5	9,5
12	1,75	10,2
	1,5	10,5
	1,25	10,8
	1	11
	0,75	11,25
	0,5	11,5
14	2	12,0
	1,5	12,5
	1,25	12,8
	1	13,0
	0,75	13,25
	0,5	13,5
16	2	14,0
	1,5	14,5
	1	15,0
	0,75	15,25
	0,5	15,5
18	2,5	15,5
	2	16,0
	1,5	16,5
	1	17,0
	0,75	17,25
	0,5	17,5
20	2,5	17,5
22	2,5	19,5
24	3	21
27	3	24
30	3,5	26,5

В детали сверлят отверстие на требуемую глубину, которая должна превышать длину нарезаемой части. С помощью сверла диаметром большим, чем d, на кромке отверстия выполняют фаску. Она служит для центрирования и лучшего захода метчика.

По основным параметрам резьбы – диаметру и шагу – подбирают режущий инструмент. Как правило, используют комплект из двух метчиков. Один из них черновой, другой – чистовой. По размеру квадрата хвостовой части метчиков выбирают вороток.

Деталь надежно закрепляют в тисках. Черновой метчик и отверстие смазывают машинным маслом. После этого устанавливают метчик строго перпендикулярно поверхности детали и, нажимая вдоль его оси, вращают вороток за рукоятки.

Нарезав одну-две нитки резьбы, делают четверть оборота в обратную сторону. Это способствует дроблению и удалению стружки, препятствует заеданию инструмента. Работу продолжают, осуществляя попеременное вращение: ½ оборота вперед, ¼ – назад. При этом необходимо следить за тем, чтобы не было перекоса метчика. Не стоит также прикладывать чрезмерное усилие к нему. Чтобы не допустить заедания, режущий инструмент периодически выводят, а отверстие очищают от стружки.

После нарезания внутренней резьбы на необходимую глубину в отверстие устанавливают чистовой метчик. Когда он пойдет по заданному направлению, на него надевают вороток и продолжают работу. Периодически добавляют смазку.

Резьбу проверяют с помощью калибра-пробки или болта. Он должен ввертываться без усилий и не качаться. При необходимости делают дополнительный проход чистовым метчиком.

tehnouzel.ru

Способы, методы нарезания резьбы. Чем нарезают резьбу

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).

Рис. 32

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.

Рис. 33

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.

 

Рис. 35

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.

Рис. 36

Рис. 37

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.

Рис. 38

Рис. 39

Рис. 40

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).

cherch.ru

Нарезание резьбы метчиком: основные правила

Резьбовое соединение является основным способом соединения деталей. При изготовлении своими руками любого приспособления из металла возникает необходимость самостоятельного нарезания резьбы. Нарезка позволяет своими руками сформировать резьбу в различных отверстиях.

Схема метчика.

На практике приходится иметь дело с различными материалами, которые отличаются по своим свойствам. Нарезка должна учитывать особенности материала. Существуют определенные правила, выработанные годами, которые позволяют качественно выполнить нарезание резьбы разных размеров и видов.

Особенности строения метчиков

Метчик, относящийся к группе слесарно-токарных режущих инструментов, имеет форму стержня, на котором выполнен режущий элемент. Он предназначается для нарезания внутренней резьбы, то есть внутри отверстия в различных материалах, а также для восстановления поврежденной внутренней резьбы.

Набор металлорежущего инструмента: а — сверла, б — зенкеры, в — развертки, г — метчики, д — плашки.

Инструменты состоят из рабочей и хвостовой частей. В свою очередь, рабочая часть делится на заборный (режущий) и калибрующий участок. Режущий участок ответствен за основную функцию метчика — нарезание резьбы, и, чаще всего, имеет конусную форму. Он обладает зубьями в виде резцов, размещенных по окружности. Калибрующий участок выполняет задачу окончательного формирования. Он выполнен в виде цилиндра с зубьями, являющимися продолжением зубьев режущего участка. Этот участок значительно длиннее заборного. Рабочая часть в продольном направлении разрезана канавками, которые предназначены для формирования резцов и вывода стружки. В метчиках диаметром до 22 мм выполняется три канавки. Устройства специального назначения могут изготавливаться без канавок. Канавки могут быть прямыми или винтообразными.

Хвостовая часть имеет форму цилиндра. На конце участка выполнен квадрат для установки в крепежный инструмент. В этой части выбивается маркировка по диаметру. С помощью хвостовика инструмент фиксируется в ручном держателе или патроне станка.

Вернуться к оглавлению

Основные виды метчиков

Чертеж метчика.

По способу использования метчики делятся на два типа — ручные и машинные. Первые устанавливаются в ручных держателях (воротках) и предназначены для нарезания внутренней резьбы вручную. Машинные крепятся в специальные держатели для патронов токарного станка.

По виду резьбы, нарезаемой метчиком, они делятся на несколько видов. Метрический предназначен для нарезания наиболее распространенной метрической резьбы. Трубный формирует внутреннюю резьбу на трубах, а также усиленную в отверстиях металлических деталей. Дюймовый — это устройство для специальной дюймовой резьбы, а также конусообразной. Специализированные гаечные метчики изготавливаются из очень прочной стали (Р6М5) и имеют особую форму хвостовиков.

Кроме того, метчики подразделяются на одиночные и комплектные. Комплектные применяются для того, чтобы резать в несколько заходов. Комплект может содержать два метчика — чистовой и черновой; или три метчика — черновой, средней обработки и чистовой. Комплектность указывается на хвостовой части инструмента. Метчики в комплекте отличаются по форме зуба: у чернового зуб имеет трапециевидную форму; у среднего — треугольник с закругленной вершиной; у чистового — треугольник с острой вершиной.

Вернуться к оглавлению

Основные параметры

 

Нарезание резьбы метчиком.

В общем случае нарезать резьбу — это значит изготовить выступ на внутренней поверхности отверстия так, чтобы он образовал винтовую линию. Такой выступ, как и вся резьба, характеризуется следующими основными параметрами: угол подъема винтообразной линии, шаг, вид профиля выступа и угол подъема профиля, наружный и внутренний диаметр. Кроме того, принято выделять еще глубину, определяемую по наружному и внутреннему диаметрам.

По направлению резьба может быть правой, когда винтообразный выступ поднимается против часовой стрелки, и левой, когда направление подъема выступа совпадает с движением часовой стрелки. По форме профиля выступа выделяются два основных типа: резьба с прямоугольным профилем и с треугольным профилем. Существуют еще специальные формы профиля, но они в бытовых условиях практически не применяются.

Основной является метрическая резьба. Такой профиль представляет собой треугольник с углом профиля 60º. По шагу метрическая делится на резьбу с крупным шагом и с мелким шагом. Пример полного обозначения метрической резьбы — М10х1-6Н. Обозначение нужно понимать следующим образом:

Таблица выбора метчиков для нарезания резьбы.

• М — метрическая резьба;
• 10 — номинальный диаметр;
• 1 — шаг резьбы;
• 6Н — пределы допуска отклонений размеров.

При нормальном (крупном шаге) обозначение сокращается (например, М10). В случае левой резьбы, вводится обозначение LH.

Вторым по распространенности в быту является трубный цилиндрический тип. Профиль представляет собой треугольник с углом при вершине 55º. Такой тип используется при соединении труб и цилиндров, где нужна повышенная герметичность соединения. Трубная цилиндрическая резьба обозначается буквой G с указанием диаметра в дюймах.

Упорная резьба основана на трапециевидном профиле с углами наклона с одной стороны 3º, с другой — 30º. В обозначение входит буква S, диаметр и шаг.

Вернуться к оглавлению

Выбор подходящего метчика

Схема нарезания внешней и внутренней резьбы.

Вначале выбирается тип метчика по виду резьбы и ее назначению (форма профиля, шаг резьбы, допуски). По требованиям (классу) точности определяется, следует ли применить одинарный метчик или необходим комплект. Кроме того, метчики выпускаются с различной чистотой обработки их режущего элемента, что влияет на точность нарезания профиля резьбы.

Материал, в котором надо нарезать резьбу, влияет на выбор метчика. Так, следует учитывать передний угол заточки зубьев. Он составляет для стали — 5-10º, для медных сплавов — 0-5º, для алюминия и сплавов — 25-30º. Устройства могут изготавливаться из обычных сталей, высокопрочных сталей или высокопрочными напайками, что должно учитываться при рассмотрении того, материал какой прочности обрабатывается.

Основной выбор делается по диаметру отверстия, в котором производится нарезание внутренней резьбы. Диаметр метчика должен быть немного меньше диаметра отверстия. Так, для метрической резьбы М20 (диаметр метчика 20 мм) диаметр отверстия составляет 19 мм. При метрической резьбе, если нет особых требований, то выполняется стандартный шаг. Например, резьба М4 — шаг 0,7 мм; М5 — 0,8 мм; М10 — 1,5 мм; М12 — 1,75 мм и т.д.

Вернуться к оглавлению

Инструмент для крепления

Схемы нарезания резьбы плашками.

Для того чтобы обеспечить нарезание резьбы, метчику необходимо придать вращательное движение с приложением усилия. Эту функцию выполняет ручной держатель — вороток. Он обеспечивает вертикальное крепление инструмента и возможность приложения значительной нагрузки за счет рычагов. Стандартная конструкция воротка содержит узел крепления метчика и удлиненные ручки, при помощи которых можно вращать приспособление вручную с усилием.

Крепление устройства осуществляется двумя способами. Одна из конструкций воротка состоит из двух частей. При сочленении этих частей внутри формируется отверстие для установки метчика. Обе части сближаются на регулируемое расстояние, которое устанавливается винтами. Второй вариант предусматривает единую конструкцию воротка с отверстием по центру. Метчик вставляется в это отверстие и зажимается 3-4 стопорными винтами. Ручки воротка выполнены с обеих сторон. Длины ручек могут составлять 15-25 см.

Вернуться к оглавлению

Подготовка к нарезанию

Нарезка внутренней резьбы начинается с просверливания нужного отверстия — сквозного или глухого. Главное условие: отверстие должно быть меньше диаметра резьбы. При сверлении отверстия рекомендуется выбирать сверло из следующего условия:

Классификация разновидностей резьбы.

• при резьбе М3 — диаметр сверла 2,5 мм;
• при М4 — 3,4 мм;
• при М5 — 4,2 мм;
• при М6 — 5 мм;
• при М8 — 6,7 мм;
• при М10 — 8,4 мм.

Если необходимо нарезать большую резьбу, то диаметр отверстия определяется приблизительно умножением диаметра резьбы на 0,8.

Отверстие для нарезания внутренней резьбы делается на сверлильном станке или электродрелью. В последнем случае заготовка зажимается в тиски. Необходимо следить, чтобы сверло направлялось строго вертикально. На верхней кромке отверстия снимается фаска для облегчения входа метчика. Ее можно сделать сверлом большего диаметра или напильником. После сверления отверстие тщательно очищается от стружки, что особенно важно для глухих отверстий.

Вернуться к оглавлению

Нарезка резьбы метчиком

Деталь, в которой просверлено отверстие для внутренней резьбы, закрепляется в тиски так, чтобы фаска на отверстии находилась вверху. Ось отверстия должна расположиться строго перпендикулярно столу. Метчик надежно закрепляется в гнезде воротка и вертикально вводится в фаску отверстия заготовки. Держась обеими руками за ручки воротка, метчик прижимают к детали и вращают по часовой стрелке. Вращение производится плавно и равномерно с легким нажимом. Так делается два оборота вперед. Затем производится поворот на половину оборота назад (против часовой стрелки). В такой последовательности просверливается все отверстие.

При нарезании резьбы болт нужно закреплять.

При нарезке резьбы необходимо периодически охлаждать инструмент. Рекомендуется использовать следующие вещества: при работе с алюминием и его сплавами — керосин, с медью — скипидар, со стальными деталями — эмульсию. Для таких металлов, как бронза или чугун, охлаждающие смазки можно не применять.

Нарезку внутренней резьбы метчиком лучше всего производить комплектными метчиками. Вначале нарезается черновая резьба. Потом аналогично пропускают средний метчик, и только потом резьба окончательно формируется с помощью чистового. Исключение из процесса какого-либо метчика не приведет к заметному ускорению процесса, но значительно ухудшит качество работы.

Вернуться к оглавлению

Основные правила нарезки

Внутренняя резьба метчиком должна делаться с обязательным соблюдением определенных правил. В случае нарезания в длинных отверстиях, в глухих отверстиях, в алюминии или меди, метчик нужно временами извлекать наружу, а отверстие тщательно прочищать от частиц металла.

Нарезку рекомендуется производить полным комплектом устройства. Средний и чистовой вначале проворачиваются в отверстии вручную без закрепления в воротке и только после этого закрепляются в нем и прогоняются с легким усилием. Резьба внутри глухих отверстий нарезается длиной, большей расчетной длины резьбы на длину режущего участка метчика.

Введение метчика в отверстие необходимо тщательно контролировать по вертикали.

Через каждые три оборота воротка следует проверять вертикальность угольником.

Обязательно используется охлаждающая жидкость.

При нарезке могут возникнуть характерные дефекты, за появлением которых необходимо пристально следить. Шероховатая или неравномерная резьба появляется при недостаточном охлаждении или перекосе метчика. Неполное формирование профиля может проявиться при неправильном просверливании отверстия. По той же причине могут происходить перекосы направления и поломки инструмента.

Вернуться к оглавлению

Необходимый инструмент

Для нарезания резьбы метчиком понадобится следующий инструмент:

• набор метчиков;
• вороток;
• тиски;
• электродрель;
• набор сверл;
• плоскогубцы;
• отвертка;
• напильник;
• наждачная бумага;
• штангенциркуль;
• угольник.

При изготовлении своими руками различных приспособлений не удастся обойтись без резьбовых соединений. Нарезка метчиками является важнейшим этапом таких работ. При выполнении определенных правил ее можно произвести самостоятельно.

moiinstrumenty.ru

Нарезание внутренней резьбы.

Внутреннюю резьбу нарезают метчиками, наружную – плашками, прогонками.

Метчик - режущий инструмент, представляющий собой закаленный винт, на котором прорезано несколько продольных прямых или винтовых канавок, образующих режущие кромки. Метчик имеет рабочую часть и хвостовик, заканчивающийся квадратом.

Рабочая часть метчика состоит из заборной и калибрующей частей. Заборная – передняя конусная часть осуществляет основную работу. Калибрующая – калибрует резьбу.

Нарезание резьбы. Просверленное отверстие должно быть обработано зенкером или проточено. При нарезании резьбы материал частично выдавливается, поэтому диаметр сверла должен быть несколько больше, чем внутренний диаметр резьбы. Изменение величены отверстия при нарезании резьбы у твердых и хрупких металлов меньше, чем у мягких и вязких. Если сверло точно будет соответствовать диаметру отверстия, то материал, выдавливаемый при нарезании, будет давить на зубья метчика, от чего он сильно нагреваются и к ним прилипают частицы металла. Резьба получится с рваными нитками, может поломаться метчик.

В целях облегчения работы вороток с метчиком вращают на один - два оборота вправо и пол оборота в лево. Стружка ломается. При нарезании глубокой резьбы в мягких и вязких металлах метчик необходимо периодически вывертывать и очищать канавки от стружки.

Нарезать следует полным набором метчиков сначала черновым, затем средним и чистовым метчиками. Они обозначаются на хвостовике круговой риской (канавкой), черновой – одну, средний – две и чистовой три.; там же указывается тип резьбы и её размер. По внешнему виду у чернового большая заборная часть (конус) и срезанная нарезка на калибрующей. Чистовой имеет незначительный конус и полный профиль резьбы. Чтобы получит чистую резьбу и не испортить метчик, нужно применять смазочно-охлаждающие жидкости.

Воротки используют для вращения метчиков вручную. Бывают нерегулируемые – имеющие одно или три отверстия, и регулируемые с подвижными сухарями.

Нарезание наружной резьбы.

Нарезают плашками – закаленная гайка со стружечными канавками, образующими режущие грани.

Рабочая часть плашки состоит из заборной и калибрующей частей. Заборная часть расположена по обе стороны плашки, калибрующая содержит обычно 3-5 витков.

Воротки и клуппы. Нарезание резьбы ручными метчиками осуществляется с помощью воротков, которые надеваются на квадратные концы хвостовиков. Плашки вставляются в воротки или в клуппы. Вороток представляет собой рамку с двумя сухарями: подвижным и неподвижным, образующими квадратное отверстие.

Клупп состоит из корпуса с рукоятками. Перед нарезанием резьбы конец трубы обтачивают до нужного диаметра, на самом конце снимают фаску. Под действием силы резания металл детали начинает течь, и заготовка увеличивается в диаметре. При увеличении диаметра увеличивается давление на зубья плашки, они сильнее нагреваются и к ним прилипают частицы металла, что приводит к срыву резьбы или поломке зубьев. Для предотвращения этих явлений диаметр делают на 0,2-0,4 мм меньше наружного диаметра резьбы. В начале нарезания необходимо делать нажим и следить за тем, чтобы плашка врезалась без перекоса. Затем смазать маслом стержень и нарезать как метчиком. Клуппом можно нарезать за несколько проходов поджимая плашку винтом.

studfiles.net

Нарезание резьбы на токарном станке резцом и другими инструментами

Нарезание резьбы на токарном станке относится к тем операциям, для которых могут быть использованы различные инструменты. Решают эту задачу чаще всего с помощью резца. Помимо него используют также метчики, плашки, рабочие головки специального назначения. Кроме того, на токарных станках такую операцию можно выполнять по технологии накатки.

Процесс нарезания резьбы на токарном станке резцом

Нарезание резьбы с использованием токарного оборудования

При нарезании резьбы на заготовке, установленной на токарном станке, с помощью резца такой процесс выглядит следующим образом: инструмент, перемещающийся вдоль оси вращающейся детали (движение подачи), своей заостренной вершиной прочерчивает на ее поверхности линию винтового типа. Характерным параметром винтовой линии, формируемой резцом на поверхности заготовки, является угол ее подъема или увеличения. Величина данного угла, измеряемого между касательной, расположенной к винтовой линии, и плоскостью, которая перпендикулярна оси вращения детали, определяется:

• величиной подачи режущего инструмента, перемещающегося вдоль оси заготовки;
• частотой, с которой вращается деталь.

Не менее важным параметром винтовой линии является ее шаг, который характеризует расстояние между ее соседними витками. Измеряется это расстояние по оси обрабатываемой детали.

Перемещаясь вдоль оси вращающейся заготовки, резец врезается в нее и создает винтовую поверхность, которую и принято называть резьбой. Элементы с резьбовой поверхностью используют для решения различных задач: обеспечения перемещения элементов друг относительно друга, их сочленения и уплотнения формируемых соединений.

Наиболее распространенные виды профиля резьбы: а — треугольная, б — прямоугольная, в — трапецеидальная, г — упорная, д – круглая

Поверхность заготовки с резьбой может быть цилиндрической и конической. На характеристики резьбового соединения значительное влияние оказывает профиль резьбы, то есть ее контур в плоскости. Выделяют профили:

• треугольные;
• трапецеидальные;
• прямоугольные;
• упорные;
• круглые.

Резьба на поверхности детали может быть сформирована одной винтовой ниткой  (однозаходная) или несколькими (многозаходная). Если нарезают несколько винтовых ниток, то их располагают эквидистантно по отношению друг к другу.

Посчитать количество ниток можно в начале резьбовой поверхности. Многозаходная резьба, кроме шага, характеризуется таким параметром, как ход. Это расстояние, измеряемое между двумя однотипными точками двух соседних витков, которые сформированы одной ниткой. Измеряется такое расстояние по линии, располагающейся параллельно оси резьбовой детали. У однозаходной резьбы, сформированной одной ниткой, ход равен шагу, а для многозаходной его можно вычислить, если умножить шаг на количество заходов.

Все разновидности резьбы со схемами, параметрами и регламентирующими их ГОСТ

Применение резцов

Для нарезания резьбы с помощью токарного станка необходимы резьбонарезные резцы. Изготавливаются они из быстрорежущей стали, а требования к их характеристикам оговариваются  соответствующим ГОСТом (18876-73). По конструкции такие резцы подразделяются на следующие типы:

• призматические;
• стержневые;
• круглые (дисковые).

Винтовая резьбовая канавка на поверхности заготовки нарезается резцом отогнутой или прямой формы, а для формирования резьбы внутреннего типа требуются прямые и изогнутые инструменты, которые фиксируют в специальной оправке. Вершина токарного резца, которой и выполняется нарезание витков, должна иметь конфигурацию, полностью соответствующую профилю формируемой резьбы.

Резцы для нарезания резьбы: а — стержневой; б — призматический многопрофильный; в — призматический однопрофильный; г — дисковый многопрофильный; д — дисковый однопрофильный; е — дисковый для внутренней резьбы; α — задний угол; γ — передний угол; φ — угол заборного конуса; h — высота установки оси резца

При формировании резьбы резцом следует учитывать ряд особенностей такой технологии.

• Передний угол токарного инструмента для нарезания резьбы зависит от характеристики материала, подвергаемого обработке. Выбирать такой угол можно в достаточно широких пределах: 0–250. Так, если резьба с помощью станка нарезается на заготовках из обычных сталей, передний угол должен составлять 0 градусов, для высоколегированных сталей, которые хорошо противостоят температурным нагрузкам, передний угол может составлять 5–100. Он может быть тем больше, чем выше вязкость материала, и тем меньше, чем выше твердость и хрупкость металла, из которого выполнена обрабатываемая на станке заготовка.
• Вершина токарного резца, которая формирует винтовую линию на заготовке, должна иметь форму, идентичную профилю резьбы.
• Задние боковые углы инструмента выбираются такими, чтобы поверхности резца, которыми они сформированы, не терлись о только что сформированную винтовую канавку. Обычно эти углы с обеих сторон токарного резца делают одинаковыми. Если угол подъема, которым характеризуется резьба, составляет менее 4 градусов, то такие углы выбирают в пределах 3–50, если больше 40, то 6–8 градусов.
• Резьбу внутреннего типа нарезают в уже подготовленных отверстиях, которые получены расточкой или сверлением.

Резьбонарезные резцы

Заготовки, которые сделаны из стали, обрабатывают на токарном станке при помощи инструментов с пластинами, выполненными из твердых сплавов Т15К6, Т14К8, Т15К6, Т30К4. Если деталь изготовлена из чугуна, то для нарезания резьбы на ней используют инструмент с пластинами из следующих марок твердых сплавов: ВК4, В2К, ВК6М, ВК3М.

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.

Чтобы плашка беспрепятственно зашла на деталь, на торце последней снимают фаску, по высоте совпадающую с высотой профиля резьбы.

Применение резьбонарезных головок

При  нарезании резьбы с применением токарных станков к специальным головкам обращаются значительно реже, чем к вышеописанным инструментам. Использоваться такие головки могут для нарезания резьбы любого типа. Их рабочими элементами являются гребенки: призматические применяются, когда нужно нарезать внутреннюю резьбу, для нарезания наружной необходимы радиальные, круглые и тангенциальные. Особенность таких головок заключается в том, что их рабочие органы автоматически расходятся при совершении обратного хода, таким образом, они не контактируют с только что нарезанной резьбой.

Резьбонарезные головки

Гребенки для нарезания резьбы

Гребенки для нарезания внутренней резьбы (их количество в комплекте может быть различным) выполняются с заходным конусом. При нарезании наружной резьбы преимущественно используются гребенки круглого типа, которые отличаются простотой своей конструкции. Кроме того, гребенкам такого типа свойственна высокая стойкость, их можно неоднократно перетачивать, приводя их геометрические параметры к первоначальным значениям.  

В том случае, если на токарном станке необходимо нарезать винтовую поверхность на червяках или винтах, отличающихся большой длиной, то резьбонарезные головки фиксируют на суппорте станка, что способствует повышению производительности технологического процесса. Оснащаться такие головки могут как обычными резцами, так и инструментом чашечного типа.

Понять технологию нарезания резьбы при помощи токарного станка можно по видео, на котором хорошо видно, как осуществляется этот процесс. Ниже приведено несколько видео, на которых запечатлен процесс изготовления резьбы разными способами.

Оценка статьи:

Загрузка...

Поделиться с друзьями:

met-all.org

Обзор способов нарезания резьбы: взгляд изнутри

Анализ способов нарезания резьбы позволяет производителям налаживать эффективную и рентабельную нарезку резьбовых отверстий. Здесь представлены достоинства и недостатки четырёх ключевых методов машинного нарезания резьбы: нарезание метчиками, фрезерование, нарезание на токарных станках и шлифование.

Нарезание метчиками

Метчики Emuge Multi TAP-Form накатывают резьбу на детали, отлитой из алюминия. Метчики-раскатники деформируют материал заготовки, тем самым создавая резьбу нужной формы. При этом процессе стружка не образуется

Применение метчиков для нарезания резьбы является эффективной и популярной практикой. «Нарезание резьбы метчиками–самый распространённый способ, так как он является наименее затратным на начальном этапе производства, но не всегда оказывается самым экономичным в итоге», – говорит Каллен Морисон, специалист по развитию бизнеса американской компании КОМЕТ, производящей метчики и резьбонарезные фрезы.

Нарезание резьбы метчиками – это продолжительный процесс, при котором снятие материала производится режущими кромками, расположенными на определенном расстоянии друг от друга. Окончательные размеры резьбы достигаются за один проход.  «Метчик сконструирован под размеры конкретной резьбы: ей соответствуют диаметры заборной и калибрующей частей и шаг резьбы», –  поясняет Марк Хэтч, менеджер по продукции корпорации Emuge, расположенной в городе Вест Бойлстон штата Массачусетс, производящей метчики и резьбонарезные фрезы. Марк также добавляет, что, поскольку метчик производит черновую и чистовую обработку за один проход, производится большое количество стружки, которую нужно эффективно отводить. В противном случае существует вероятность возникновения чрезмерного давления, которое может привести к повреждению резьбы или метчика.

Контролирование отвода стружки – это большая проблема при нарезании резьбы, особенно в мягких материалах, ведь при обработке такого материала получается сливная стружка. Такая стружка может образовывать заторы вокруг метчика или забивать его канавки, что может привести к обламыванию метчика в отверстии. «Алюминий, углеродистые и нержавеющие стали 300 серии являются наиболее сложными материалами для контроля отвода стружки», –  отмечает Шерил Стюарт, инженер по применению метчиков и резьбонарезных фрез, сотрудник компании OSG Tap & Die Inc., расположенной в Глендейл Хайтс, штат Иллинойс.

Метчики могут быть использованы при обработке практически любого материала твердостью до  50 HRC, но некоторые производители предлагают метчики, эффективные и до 65 HRC.

Спиралевидный метчик для нержавеющей стали EXOPROCC-SUS от OSG имеет изменяемую геометрию стружечных канавок с улучшенным контролем отвода стружки

Также нужно обращать внимание и на диметр отверстия под резьбу. Большинство предприятий нарезают резьбу в отверстиях диаметром не более 16 мм. Моррисон отмечает, что «при нарезании резьбы в отверстиях большего диаметра у станка может просто не хватить мощности для поворота метчика, контактирующего с заготовкой»

Также он добавил, что при нарезании резьбовых отверстий диаметром 6 мм и менее существует проблема отвода стружки, так как пространство очень ограничено, а инструменты маленького размера относительно хрупкие.

Вдобавок, метчики могут нарезать резьбу в отверстиях глубиной более трёх диаметров самого инструмента. «Как раз в этом случае метчики обычно работают намного быстрее, чем резьбонарезные фрезы с одной режущей кромкой», –говорит Мориссон. «До тех пор, пока у вас не возникает никаких проблем при отводе стружки, вы можете углублять инструмент настолько, насколько это позволяет сделать его конструкция».

Поскольку диаметр и шаг резьбы всегда остаются неизменными, один и тот же метчик не может использоваться для нарезания отверстий разного размера. Более того, нарезание резьбы подразумевает очень тесный контакт инструмента с заготовкой, из-за чего инструмент подвергается воздействию больших сил. Метчик может сломаться и застрять в отверстии, при этом деталь может уйти в брак. Поэтому при использовании метчиков нужно позаботиться о достаточном количестве смазки.

Накатка резьбы

Процесс резьбообразования при накатке

Метчики-раскатники используются для накатки внутренней резьбы глубиной до четырёх диаметров самого инструмента. Накатные метчики не режут, а деформируют материал, поэтому стружка при этом процессе не образуется и отсутствует вероятность возникновения заторов стружки, но твёрдость заготовки при такой обработке ограничивается 40 HRC. Поскольку накатка резьбы подразумевает пластическую деформацию, материал должен быть пластичен или обладать низким коэффициентом растяжения.

Накатные метчики обычно имеют диаметр от 0.5 до 19 мм. Инструменты большего размера создают и большее трение, поэтому требуют большей мощности станка.

По сравнению с обычными метчиками, метчики-раскатники обладают большей жесткостью и менее подвержены излому. «Давление, действующее на метчик, направлено тангенциально, метчик испытывает скручивающие напряжения, в то время как давление на метчик-раскатник направлено по радиусу в центр, поэтому он гораздо надежнее,» – говорит Моррисон.

«Накатанная резьба прочнее резьбы, получаемой нарезкой, так как зернистый по своей структуре металл подвергается сдавливанию, что делает его более однородным», – объясняет Хетч, работник компании Emuge.

Недостаток накатных метчиков заключается в том, что они требуют больший крутящий момент и большую мощность от станка, кроме того, инструмент должен быть крепче зажат в державке станка. «Для пластической деформации требуется приложить большую силу, чем при его резке», – поясняет Стюарт.

Ещё одним ограничением является то, что отверстие должно быть просверлено более точно, чем таковое отверстие при нарезании резьбы.

Кроме того, резьбы, полученные путем пластической деформации материала, не подходят для некоторых отраслей промышленности, таких как медицинская и авиационно-космическая. «При накатке резьбы внутренний диаметр не идеален», – отмечает Хэтч. «Авиационно-космическая отрасль не допускает такой изгиб (U-образный профиль) на внутреннем диаметре резьбы. Хотя, этот дефект не влияет на прочность резьбы, поэтому это не считается дефектом для деталей общего назначения».

Резьбонарезные фрезы

Фрезы для нарезания резьбы используют спиральную интерполяцию для нарезания как внутренней, так и наружной резьбы. Большинство станков ЧПУ, произведенных за последние 10 -15 лет, поддерживают спиральную интерполяцию.

Для нарезания резьбы применяются цельные твердосплавные фрезы и сменные твердосплавные пластины (стальное тело фрезы с карбидными вставками). Многовитковые резьбонарезные фрезы нарезают резьбу сразу на всю глубину за один полный поворот фрезы. Одновитковые фрезы нарезают один виток резьбы за оборот. Большинство фрез для нарезания резьбы – многовитковые.

Фрезы для нарезания резьбы подходят для обработки материала прочностью до 65 HRC, что существенно расширяет область их применения. «Фреза одной и той же геометрии, но с одним или двумя слоями различных покрытий, позволяет обрабатывать множество разнообразных материалов», – объясняет Моррисон.

Одна и та же резьбонарезная фреза может применяться для отверстий, имеющих различный диаметр, но одинаковый шаг резьбы. Так как нижняя поверхность фрезы является плоской, она может быть использования для нарезания резьбы в непосредственной близости к нижней части глухого отверстия. KOMET, Америка

Отвод стружки обычно не является проблемой при нарезании резьбы фрезами. «Нарезание резьбы фрезами — это резание с остановками, поэтому, независимо от свойств материала, всегда получается стружка надлома с короткими частицами», – говорит г-н Хэтч из компании Emuge.

Резьбонарезные фрезы имеют большой диапазон применения, их диаметр начинается от  1.5 мм и заканчивается самыми большими размерами. Но по большому счету оптимальная глубина резки фрезой ограничивается 2.5 диаметрами самой фрезы. «При использовании фрезы для нарезания резьбы силы резания не сбалансированы», – отмечает Хетч. «При нарезании резьбы большой длины создается большое давление на боковую поверхность фрезы, так как на нее воздействует большая радиальная сила. Это может приводить к проблемам в виде отскакивания режущей кромки от заготовки и появлению на ней сколов, и даже к обламыванию фрез небольшого диаметра».

Однако одновитковая фреза может работать и на большой глубине. «Вы даже можете врезаться на 20 диаметров, если вам это действительно нужно», – говорит Моррисон. «У вас не будет проблемы отскакивания режущей кромки фрезы от края заготовки, так как в таком случае силы резания воздействуют только одну режущую кромку, находящуюся на самом конце фрезы. У нас много покупателей, работающих в области нефтедобывающей промышленности и электроэнергетики, закупающих одновитковые фрезы с длинным хвостовиком. Для них гораздо рентабельнее иметь в своем распоряжении фрезу, подходящую для нарезания множества различных видов резьбы, даже с учетом того, что процесс идет несколько медленнее. Иначе им бы пришлось приобретать метчики длиной 250 мм стоимостью под 1000 долларов».

Использование фрез имеет множество преимуществ. Один и тот же инструмент может применяться для отверстий разного диаметра, при этом используется один шаг резьбы. Фреза с одной режущей кромкой может быть использована для обработки отверстий различных диаметров, а также и нарезания резьбы различного шага.

К тому же одновитковая резьбонарезная фреза может быть применена для обработки глухих и сквозных отверстий, а также для нарезания правой и левой резьбы.  Так как фреза имеет плоскую нижнюю поверхность, она может нарезать резьбу в непосредственной близости от днища глухого отверстия, и даже если фреза сломается, она не приведет к выбраковыванию детали. В заключение, фреза для нарезания резьбы может быть совмещена в одном корпусе с другими инструментами для сверления отверстий, тем самым образовывая комбинированный инструмент, который может одновременно сверлить, делать фаски и нарезать резьбу.

Тем не менее цикл обработки фрезой обычно дольше цикла обработки метчиками. «Так как использование фрез для нарезания резьбы требует специальной программы для станка, некоторые люди могут побояться их использовать», – говорит г-н Стюарт из компании OSG. «И всё же алгоритм достаточно прост и может быть реализован множеством управляющих программ станков ЧПУ».

Некоторые компании всё же предпочитают использовать метчики, так как хотят минимизировать вмешательство оператора в процесс работы. Использование фрез для нарезания резьбы подразумевает, что оператор должен постоянно производить необходимые регулировки. «Так как инструмент стачивается в процессе нормального износа, оператору необходимо регулировать режущий процесс, чтобы подстроится под текущий износ инструмента и сохранить правильные размеры получаемой резьбы», – говорит Хэтч. «Обязанность оператора – измерять допустимые отклонения в размерах резьбы и следить за износом инструмента, а затем, на основе полученных данных, производить регулировку оборудования».

«Размеры метчика всегда остаются неизменными, метчик изготовлен по размерам нарезаемой им резьбы. Оператор просто время от времени сверяет размеры при помощи измерительных инструментов и калибров, и если эти размеры вышли за пределы допустимого, метчик просто выбрасывается».

Токарная обработка резьбы

Твердосплавные пластины для токарных станков от компании Carmex могут использоваться для нарезания как внутренней, так и наружной резьбы

Токарная обработка является ещё одним способом нанесения внутренней резьбы. При этом используются либо сменные твердосплавные пластины, либо миниатюрный инструмент наподобие расточного резца. Обработка производится на многоосевых или токарных станках. Возможно применение однозубых и многозубых твердосплавных пластин. Многозубые пластины имеют по несколько зубцов на каждой режущей кромке, причем каждый зубец врезается глубже предыдущего, тем самым сокращается количество проходов, требуемых для нарезания резьбы.

Однако многозубые пластины достаточно дороги. «Большие производства, конечно, выиграют от использования таких пластин, но для маленьких производств польза может быть весьма сомнительной», – говорит Джеф Дей, президент компании Carmex Precision Tools LLC, Ричфилд, Висконсин, производящей инструменты для нарезания резьбы на токарных и фрезерных станках.

Кроме того, многозубые резьбонарезные пластины не могут нарезать наружную резьбу на деталях с фланцами. «В зависимости от шага резьбы, глубина врезания первого и последнего зубцов различается примерно на 3 мм», – говорит Майк Тримбл, менеджер по продукции компании Vargus (США, Дженесвилль, штат Висконсин), также производящей инструменты для нарезания резьбы на токарных и фрезерных станках. «При наличии на детали фланца или выступа, режущая пластина не может подойти к нему вплотную последним зубом, поэтому последние витки резьбы нужно дорезать другим способом».

При нарезании резьбы на токарном станке оператор может применять режущие пластины как полного, так и частичного профиля (многозубые пластины могут быть только полнопрофильными). Пластины полного профиля формируют полный профиль резьбы, включая вершину витка резьбы (при этом внутренний диаметр резьбы выбирается зубцами режущей пластины). При таком подходе для нарезания каждого шага резьбы требуется отдельная пластина.

Твердосплавные пластины для токарных станков марки V6 от компании Vargus имеют 6 режущих кромок. Доступны пластины для нарезания резьбы как полного, так и частичного профиля (т. е. без торцевания вершины витков резьбы)

Пластины полного профиля нарезают более прочную, более прецизионную резьбу, чем пластины частичного профиля, причем за меньшее число проходов. Тримбл говорит, что это происходит из-за того,  что они одновременно создают наружный, внутренний и номинальный диаметры резьбы.

Пластины частичного профиля нарезают резьбу без торцовки вершин витков (они не формируют внешний  диаметр). Пластины частичного профиля имеют только одну режущую кромку, поэтому они могут нарезать резьбу различного шага, варьируя глубину проникновения режущей кромки в материал. «У такой пластины очень острый кончик зуба, поэтому при большем шаге резьбы теряется ее прочность, и это может привести к более долгому процессу нарезания резьбы», – говорит Дей.

Нарезание резьбы на токарных станках при использовании сменных твердосплавных пластин позволяет нарезать резьбу в отверстиях диаметром 6 мм и больше. Для нарезания резьбы в меньших по диаметру отверстиях требуется цельный твердосплавный инструмент, при помощи которого возможно нарезать резьбу в отверстиях диаметром до 1.3 мм.

Что касается отверстий большого диаметра, компания Vargus сумела нарезать резьбу в отверстии диаметром 914 мм. Тримбл сказал: «Мы сделали это на вертикальном токарно-револьверном станке возрастом примерно в 100 лет. Не было никакого другого способа сделать это, кроме как точить эту резьбу, так как на таких станках не бывает спиральной интерполяции».

Нарезание резьбы на токарных станках подходит для отверстий глубиной до 3 его диаметров при использовании инструмента со стальными державками, и даже глубиной в 4-5 диаметров при использовании инструмента с державками из твердых сплавов.

Нарезание резьбы на токарных станках подходит для целого ряда материалов. «Мы каждый день нарезаем резьбу в материалах твердостью до 50 HRC», – говорит Тримбл. «Мы также нарезаем резьбу в экзотических материалах, таких как хастеллой и инконель 718, но это приводит к сокращению срока службы инструментов, так как такие материалы очень тверды или абразивны».

Отвод стружки является большой проблемой при нарезании внутренней резьбы на токарных станках, особенно остро проблема проявляется при нарезании резьбы в глухих отверстиях. Операторы могут компенсировать это, выбрав режущий инструмент с определенной геометрией, а также используя какой-либо вид поперечной подачи (прямо поперечная, по углу профиля резьбы, модифицированная угловая или попеременная угловая) используемый для облегчения отвода стружки, или метод обратной спирали. Тримбл объяснил, что «при последнем способе вместо того, чтобы нарезать резьбу по направлению к шпинделю, вы делаете это в обратном направлении, для облегчения отвода стружки».

«Применение того или иного вида поперечной подачи при нарезании резьбы зависит от конкретной детали, но в большинстве случаев при выборе модифицированной угловой подачи, вы не испортите работу», – говорит Тримбл. «Вы всегда можете использовать его в качестве способа по умолчанию. Но в 99% случаев, если вы сами не поменяете параметры программы станка, будет применяться прямо поперечная подача».

Как же производителю выбрать способ нарезания резьбы? Нарезание резьбы метчиками, фрезерование или токарная обработка? «Путем проб и ошибок», – ответил нам Дей. «Если один из способов не приносит удовлетворительного результата, нужно пробовать другой. У каждого из них есть свои достоинства и недостатки. Самое главное: решая взяться за нарезку резьбы, посмотрите на имеющиеся станки и подсчитайте стоимость инструментов, время цикла резки и сроки эксплуатации инструментов».

Метод шлифования для высокопрецизионной резьбы

Нарезание резьбы методом шлифования позволяет нарезать высокопрецизионные внутренние резьбы и является высокоэффективным решением для производства деталей с низким допустимым отклонением от размеров. При помощи одного станка можно вышлифовывать широкое разнообразие внутренних видов резьбы, а также пазы, желоба и другие формы. Типичными деталями, которые производятся методом внутреннего шлифования, являются резьбоизмерительные калибры, гайки для обычных и шариковых винтовых передач.

Нарезание внутренней резьбы методом шлифования обычно производится на специализированных станках. Для шлифования прецизионного профиля резьбы, ход шлифовальной головки должен осуществляться согласно углу спирали резьбы. Такой подход требует от станка наличия переменной оси вращения, которую абсолютное большинство шлифовальных станков не имеет.  Даже при том, что наружная резьба может быть нарезана на шлифовальном станке с использованием профилированного многозубого шлифовального круга, профиль шлифовального круга должен быть модифицирован под спиралевидную форму (параллельное шлифование по оси А). Для нарезания внутренней резьбы требуется шлифовальный круг с одним шлифующим зубом и ось А должна быть настроена под спираль.

Нарезание внутренней резьбы на плашечном резьбовом калибре на шлифовальном оборудовании компании Drake

Типичные размеры, обеспечивающие экономически выгодный процесс шлифования, варьируются от 10 до 533 мм. Согласно материалам производителя шлифовальных станков компании Drake Manufacturing Services Co., Уоррен, штат Огайо, золотым правилом при шлифовании резьбы в глубоких отверстиях является наличие пропорционального соотношения между длиной и диаметром шлифовальной державки 7:1. Но при этом возникает проблема отношения угла подъема витка к диаметру отверстия. По мере увеличения длины резьбы и уменьшения диаметра отверстия возникают трудности при шлифовании деталей с большим углом подъема витка. Появляются границы, при достижении которых шлифовальная державка будет ударяться об заготовку.

Проблемы отвода стружки при нарезании резьбы методом шлифования заключаются в своевременном поступлении охлаждающей жидкости и смыве стружки из зоны шлифования. Опять же, из-за очень ограниченного пространства при шлифовании внутренней резьбы малого диаметра, в зону шлифования очень сложно доставить охлаждающую жидкость и направить поток в направлении движения ходового вала и при этом не препятствовать движению шлифовальной державки и закрепленной на ней головки.

Нарезание внутренней резьбы методом шлифования является очень точным процессом. Необходимо очень точно установить шлифовальную головку, но после того, как сделаны все настройки, головка может быть очень быстро заменена впоследствии. Также, по словам Дрейка, шлифование внутренней резьбы может увеличить производительность, поскольку замена шлифовальной головки на головку для резьбы другого типа происходит быстрее, чем замена всей державки.

Дрейк утверждает, что для эффективного нарезания внутренней резьбы методом шлифования станок должен обладать несколькими важными свойствами. Этими свойствами являются: жесткость конструкции, стабильная температура, точное перемещение по осям, способность выполнять точные циклические перемещения и наличие прецизионных шпинделей с датчиками контроля температуры.

В рубрике «Нарезание резьбы» находятся материалы по данной теме: анонсы нового инструмента – современных моделей метчиков, плашек и разверток, описание решений технологических проблем, авторские статьи о современных технологиях, новости производителей инструмента.

Источник материала: перевод статьиInsider trading: evaluating internal threading methods,Ctemag.com

Автор статьи—оригинала:Сьюзан Вудс (Susan Woods), редактор

Также советуем прочитать:

Нет связанных записей.

Понравилась статья? Поделитесь:

tverdysplav.ru

Нарезание внутренней резьбы

Нарезание внутренней резьбы

Подробности Категория: Сортовой прокат

Нарезание внутренней резьбы

            

          Внутреннюю резьбу (резьбу в отверстии) нарезают метчиком (рис. справа). Изготовляют метчики из инструментальной углеродистой, легированной или быстрорежущей стали. Метчик состоит из хвостовика и рабочей части.

Хвостовиком метчик крепится в воротке или патроне станка.

Рабочая часть метчика представляет собой винт с продольными или винтовыми канавками для нарезания резьбы. Как и в плашках, в рабочей части метчика имеется заборная часть для облегчения входа инструмента в отверстие. Винтовые канавки, аналогично продольным отверстиям в плашке, образуют режущие кромки. По ним же сходит стружка.Ручные метчики для нарезания метрической резьбы выпускают в комплекте, включающем два метчика для резьбы диаметром до 3 мм и три (№ 1—черновой, № 2 — средний и № 3 — чистовой) для резьбы диаметром больше 3 мм. Черновой метчик выполняет основную работу и срезает до 60 % слоя металла, подлежащего снятию. Получистовой метчик срезает до 30 % слоя металла. Чистовой метчик придает резьбе окончательную форму и размеры и срезает остальные 10 % слоя металла.  Метчики, входящие в комплект, имеют разные диаметры резьбонарезной части и различную форму профилей. На хвостовой части всех метчиков комплекта выбиты круговые риски (1,2,3) или проставлены номера метчиков, а также указаны размеры резьбы — диаметр и шаг.   

 

Для вращения метчика при нарезании резьбы ручным способом применяют приспособление — вороток (рис. слева). Воротки бывают – нерегулируемые(рис. а) и регулируемые(рис. б).

 

Прежде чем приступить к нарезанию резьбы в отверстии, выполняют разметку места отверстия с обязательным его накерниванием. С учетом размеров будущей резьбы по таблице (см. табл. ниже) подбирают диаметр сверла.

 

Диаметр резьбы	Диаметр сверла		Диаметр резьбы	Диаметр сверла
	Чугун	Сталь		Чугун	Сталь
2	1,6	1,5	3,0	4,1	4,2
2,3	1,9	1,9	6,0	4,9	5,0
2,6	2,15	2,15	8,0	6,6	6,7
3,0	2,5	2,5	10,0	8,3	8,4
4,0	3,4	3,5	12,0	10,0	10,1

 

 

 

 

 

 

 Иногда можно воспользоваться простым способом - чтобы узнать диаметр отверстия под нужную резьбу из диаметра резьбы вычитают шаг и получают диаметр отверстия.

Размер диаметра отверстия под резьбу можно вычислить по формуле D=d-1,6t,где D - диаметр отверстия, мм;d - диаметр нарезаемой резьбы, мм; t - глубина резьбы, мм.

Размеры воротка для закрепления метчика при нарезании резьбы подбираются в зависимости от диаметра нарезаемой резьбы. Примерная длина воротка может быть определена по формулеL=20D+100 мм,где D - диаметр резьбы.

При нарезании внутренней резьбы металл как бы выдавливается, уменьшая диаметр отверстия. Поэтому диаметр сверла должен быть несколько больше внутреннего и меньше наружного диаметра резьбы. Если диаметр отверстия меньше требуемого, метчик сломается, а если больше — резьба будет неполной, ослабленной.Просверленное отверстие обрабатывают зенкером. Применение этого инструмента позволяет улучшить качество, уменьшить конусность, овальность боковой поверхности отверстия. Зенкером работают так же, как и сверлом.

                            Для качественного нарезания резьбы важно правильно закрепить деталь в тисках и установить в отверстии первый метчик (рис. выше а). Деталь закрепляют так, чтобы поверхность с отверстием была параллельна плоскостям губок тисков, а метчик — перпендикулярен плоскости детали и губкам. Перпендикулярность (угол 90°) проверяют угольником (рис. б).Нарезают резьбу следующим образом (рис. в). Сначала устанавливают метчик № 1. Предварительно его резьбовую часть смазывают маслом. Прижимая левой рукой вороток к метчику, правой плавно вращают его вправо до тех пор, пока метчик не врежется на 1—2 нитки. Одновременно следят за сохранением прямого угла, при необходимости направляя метчик. После того, как метчик занял правильное устойчивое положение и началось нарезание резьбы, вороток берут обеими руками и вращают с легким нажимом, перехватывая через каждые пол-оборота. Для того чтобы стружка ломалась и уходила в канавки метчика, его вращают возвратно-поступательно: полтора оборота вперед и пол-оборота назад.Закончив проход метчиком № 1, его вывертывают, вставляют метчик № 2, заправляют в резьбу, устанавливают вороток и нарезают. Окончательно доводят резьбу метчиком № 3 и проверяют резьбу (рис. г).Глухие отверстия под резьбу просверливают на глубину несколько большую, чем длина резьбы.Качество резьбы в условиях мастерских можно проверить, вворачивая в отверстие соответствующий болт.

 

 

 

При нарезании резьбы иногда возникают следующие дефекты, которых следует избегать:1) шероховатая или рваная нарезка — получается, если отсутствует смазка, а также из-за перекоса метчика или плашки;2) резьба неполного профиля — если диаметр отверстия больше нормы или диаметр стержня меньше нормы;3) перекос резьбы или поломка метчика — если диаметр отверстия меньше нормы или диаметр стержня больше нормы.

При нарезании резьбы в вязких и мягких металлах необходимо периодически вывертывать метчик и очищать канавки от стружки.Резьбу следует нарезать последовательно полным набором метчиков.Необходимо тщательно следить за тем, чтобы не было перекоса метчика.Надо проявлять особую осторожность при нарезании резьбы в глухих отверстиях.Обязательно надо периодически смазывать нарезаемую резьбу маслом.

 

technologys.info

---

• 
  Фото фиат добло
• 
  Пневмосистема автомобиля
• 
  Как классифицируются помещения в отношении опасности поражения людей электрическим током
• 
  Автомобили пожарные
• 
  Устройство двигателя автомобиля
• 
  Термообработка стали
• 
  Порядок работы 6 цилиндрового двигателя
• 
  Грейферный погрузчик
• 
  Перевозка крана башенного
• 
  Перевозка башенного крана
• 
  Стук в двигателе