Особенности нарезания резьбы посредством токарного станка

Винтовые соединения применяются повсеместно – это один из основных видов крепежа. Еще одна функция резьбы – она является элементом шарниров и используется во многих механизмах. Получают ее путем нарезания при помощи специального оборудования.

Какой бывают резьба

По определению резьба представляет собой линию винтовой направленности, которая на теле вращения образована выступом с определенной формой вершины. Отрезок прямой между серединами соседних выступов называется шагом резьбы. Форма выступа определяется назначением изделия. Между выступами пролегает впадина.

Классификация разделяет резьбу по:

• Форме поверхности, на которой она образована: коническая, цилиндрическая.
• Расположению на детали: внутренняя, наружная.
• Виду профиля выступа: треугольная, прямоугольная, трапециевидная, круглая.
• Размеру шага: мелкая, крупная.
• Количеству заходов: одно- и многозаходная.
• Направлению винтовой линии: левая, правая.
• Назначению: крепежная, уплотнительно-крепежная, ходовая, специального назначения.

Нарезание резьбы – методы

Резьбу изготавливают двумя основными методами: с помощью ручного приспособления и машинным способом. Вручную нарезают заготовки в единичном экземпляре либо в небольшом количестве. В крупносерийном производстве применяют оборудование – станки:

• Токарно-винторезного типа;
• Резьбонакатные с участием роликов и плашек плоских;
• Фрезерные, где получают крупный шаг;
• Шлифовального типа с использованием кругов заданного профиля, где получают винты с мелким шагом и высокоточные;
• Винторезного типа;
• Для устройства внутренней резьбы в гайках;
• Для нарезания вихревым способом при помощи головок с несколькими режущими кромками.

При нарезании резьбы вихревым способом в работе участвуют четыре элемента, закрепленные в головке. Сама головка вращается от отдельного привода. Вся эта конструкция установлена на токарном станке – его суппорте. Метод отличается повышенной скоростью обработки вследствие меньшего нагревания режущей оснастки (поочередный контакт с заготовкой). Также винтовая линия получается менее шероховатой и имеет более четкий профиль.

Какими резцами проводят нарезание резьбы

На токарном агрегате можно проводить операции нарезания — как по наружной, так и по внутренней поверхности. При этом применяют разные типы режущих элементов. Их можно разделить на три основные группы:

• Стержневые;
• Призматические;
• Круглые.

К первой группе относится инструмент самого простого типа. По конструкции это рабочая головка на стержне разного сечения и формы. Форма профиля соответствует головке. Некоторые модели резцов стержневых имеют твердосплавные напайки на рабочих гранях. Это увеличивает ресурс последних, которые менее подвергаются истиранию рабочей поверхности, и, как следствие, не так часто затачиваются.

Призматического типа приспособлениями проводят обработку заготовок только с внешней стороны. По сравнению с предыдущей группой они могут справляться с более обширными поверхностями, их можно затачивать большее число раз. В  токарном станке элемент закрепляют при помощи держателя «ласточкин хвост».

Круглыми элементами для нарезания можно выполнять внутренние и наружные резьбы. Ими удобнее работать, нежели призматическими, они более универсальны – имеют широкую область применения. Хорошо поддаются переточке в большом количестве раз. Крепят резцы в держателе в отверстие торца. Призматические и круглые элементы относят к фасонному инструменту для токарного оборудования.

Как применяют метчик и плашку – технология

Метчик – это приспособление в форме винта, снабженное канавками в продольном направлении (для отвода стружки), которым выполняют нарезание в отверстиях заготовок. Тело инструмента состоит из заборной, калибрующей части и хвостовика. Метчики бывают для ручной работы, для  токарных станков (машинные метчики) и гаечные. Качественное нарезание резьбы выполняют тремя типами метчиков: черновым, получистовым и чистовым. Различить их можно по количеству рисок на хвостовике, где одна соответствует черновому.

Процесс ручного нарезания выглядит следующим образом:

1. Заготовку зажимают в тисках таким образом, чтобы иметь свободный доступ к рабочей поверхности. Детали с малой толщиной стенки фиксируют аккуратно во избежание деформации рабочего канала.
2. На хвостовик метчика (чернового) в районе четырехгранного участка закрепляют вороток.
3. Вставляют метчик в заготовку, стараясь выдержать единую ось между ним и отверстием.
4. Поворачивают вороток по часовой стрелке (если резьба правая). После каждого полного оборота метчик возвращают на треть оборота назад для освобождения канала от стружки.
5. По окончании прохождения всего участка, черновой метчик заменяют на получистовой или чистовой, и доводят изделие до готового состояния.

Приспособление под названием плашка призвано нарезать наружную резьбу на детали (болты, винты, шпильки). По форме он напоминает плоский цилиндр, в центре которого расположены острые кромки (по типу гайки) с отводными каналами. Заборный конус у плашки находится с каждой стороны, калибрующая зона в середине. Для плашек также существуют специальные воротки, где ее закрепляют винтами. Технология ручной работы плашками сходна с вышеописанной при помощи метчика. Для хорошего захода плашки на деталь у последней на торце снимают фаску.

Нарезание резьбы при помощи токарного станка

На токарном оборудовании для нарезания резьбы можно применять любой инструмент: метчики, плашки, резцы, специальные режущие головки, а также метод накатки. Если работают резцом, то процесс имеет следующий вид:

1. Заготовку закрепляют в токарном станке, резец — в держателе.
2. При вращении детали режущую головку перемещают вдоль ее оси, вычерчивая на теле заготовки винтовую линию.

Полученная резьба характеризуется углом подъема винтовой линии, который зависит от быстроты вращения детали и скорости перемещения режущего элемента по прямой линии. Шаг резьбы зависит от размера кромки для нарезания.

Правила работы

Работая на токарной установке нужно учитывать следующие правила для достижения хорошего результата.

Винтовая линия будет чистой при условии правильной постановки и направлении инструмента. Поэтому резцы выставляют при помощи специальных шаблонов.

Для получения внутренней резьбы применяют оснастку для нарезания изогнутой формы (если сечение отверстия небольшое). С помощью оправки можно делать эту операцию ровным инструментом. Наружную в ряде случаев нарезают гнутыми, реже ровными резцами.

Условием выбора режущей грани выступает форма профиля винтовой линии, которую ожидают получить. Так, для треугольного профиля метрической резьбы применяют резцы с углом вершины в 59 градусов и 30 минут, учитывая погрешность перемещения суппорта.

Угол наклона режущего элемента к плоскости касательной в точке реза зависит от плотности материала заготовки, и бывает от 0 до 25 градусов. Чем мягче и вязче материал, тем угол больше.

При нарезании резьбы на токарном станке следят, чтобы боковые грани инструмента сзади не касались поверхности выступа.

Резьбу нарезают, используя несколько проходов, каждый раз возвращая инструмент в исходную позицию.

При черновом проходе скорость выбирают равной 30 м в минуту, при чистовом – 55. При обработке чугуна скорость не должна превышать 25 м в минуту. При шаге менее 2 мм режут на повышенной скорости, когда шаг от 6 мм и выше – на пониженной.

Заключение

Для более точного нарезания на токарном станке и уменьшения степени нагрева заготовки и инструмента рекомендовано применять смазочные материалы типа эмульсий и сульфофрезола. Резьбы при этом должны получаться без задиров, выкрашивания материала и полос.

Видео по теме: Как нарезать резьбу на токарном станке 1к62