Как правильно нарезать резьбу резцом?

Нарезание резьбы на токарном станке

Правильный выбор метода и оснастки может оптимизировать процесс нарезания резьбы.Для резьбонарезных инструментов были разработаны усовершенствованные покрытия и марки материалов, используемые для современных токарных резцов в целом.

Кроме того, конструктивные улучшения коснулись резьбовых пластин, благодаря чему контроль стружки стал еще более надежным.

Однако, несмотря на эти изменения, инженеры-технологи уделяют недостаточно внимания оптимизации операций по нарезанию резьбы, рассматривая данный процесс как нечто неизменное и не поддающееся улучшениям.

В действительности токарный процесс может быть спроектирован более эффективно. Прежде всего, нужно более глубоко разобраться в некоторых принципах нарезания резьбы.

Почему к нарезанию резьбы выдвигаются жесткие требования

К нарезанию резьбы на токарном станке предъявляются более жесткие требования, чем к обычным токарным операциям. Рабочие усилия при нарезании резьбы, как правило, выше, а радиус закругления режущей кромки резьбовой пластины меньше, что снижает ее стойкость.

При токарной обработке подача должна точно соответствовать шагу резьбы. Если шаг составляет 8 ниток на дюйм (25,4 мм), то инструмент должен совершать 8 оборотов на дюйм, проходя 3,175 мм на оборот.

Сравните это с обычной токарной операцией, где подача составляет, как правило, около 0,3 мм на оборот.

Радиус при вершине режущей кромки, соответствующий такому усилию, составляет обычно 0,4 мм, по сравнению с 0,8 мм для обычной токарной пластины.

Что касается резьбовой пластины, данный радиус серьезно ограничен допустимым радиусом на впадине профиля резьбы, определенным соответствующим стандартом.

Радиус также ограничен необходимой операцией резания, так как обычная токарная обработка неприменима из-за возможной деформации резьбы.

В результате высоких усилий резания и более плотной их концентрации резьбовые пластины подвергаются гораздо большей нагрузке, чем обычные токарные пластины.

Рис. 1. Пластина с неполным профилем может применяться для различной величины шага при врезании на разную глубину. Наименьший шаг нарезаемой резьбы определяется величиной малого радиуса закругления вершины (не показан на схеме). Наибольший шаг нарезаемой резьбы определяется прочностью зоны закругления вершины

Пластины с полным и неполным профилем

Пластины с неполным профилем обрабатывают впадину резьбы, не достигая вершины (см. рис. 1). Одна пластина может обрабатывать различные виды шагов, вплоть до самого крупного (с наименьшим количеством ниток на дюйм), что определяется прочностью зоны закругления режущей кромки.

Радиус закругления режущей кромки должен быть достаточно малым, чтобы пластина могла обрабатывать резьбы разного размера. Для небольших шагов требуется очень малый радиус, при этом пластина проникает глубже.

Например, для обработки резьбы с шагом 8 ниток на дюйм пластиной с неполным профилем необходима глубина врезания 2,7 мм, в то время как та же самая резьба, нарезаемая полнопрофильной пластиной, требует глубины 2 мм. При этом пластина с полным профилем позволяет получить более прочную резьбу.

Рис. 2. Многозубые пластины имеют ряд последовательных зубьев. Это позволяет увеличить эффективность нарезания резьбы, но усилия резания при этом высоки

Многозубые пластины

Многозубые пластины имеют ряд последовательно расположенных зубьев, где каждый последующий зуб врезается во впадину резьбы глубже, чем предыдущий (см. рис. 2).

Количество шагов, требуемых для нарезания резьбы такой пластиной, может быть сокращено на величину вплоть до 80 процентов.

Срок службы инструмента значительно больше, чем у однозубых пластин, поскольку на последний зуб приходится лишь половина или третья часть от общего снимаемого металла.

Однако из-за высоких усилий резания данные пластины не рекомендуются для тонкостенных деталей – во избежание сильных колебаний. Кроме того, конструкция заготовки, обрабатываемой такой пластиной, должна иметь достаточно канавок для выхода всех зубьев из зоны резания.

Глубина врезания на проход

Глубина врезания на проход – крайне важный параметр нарезания резьбы. Каждый последующий проход задействует бо́льшую часть режущей кромки пластины. Если глубина врезания на проход постоянна (что не рекомендуется), то усилие резания и интенсивность съема металла могут существенно увеличиваться с каждым проходом.

Например, при нарезании 60-градусной резьбы с постоянной глубиной врезания 0,25 мм на проход, при втором проходе снимается в три раза большее количество металла, чем при первом. И с каждым следующим проходом количество снимаемого металла увеличивается в геометрической прогрессии.

Чтобы избежать этого и сохранить более практичные усилия резания, с каждым проходом глубину врезания необходимо уменьшать.

Рис. 3. Выбор угла врезания оказывает существенное влияние на эффективность процесса

Методы врезания

Существует как минимум четыре метода врезания (см. рис. 3). Мало кто знает, насколько сильно выбор определенного метода может повлиять на эффективность нарезания резьбы.

А. Радиальное врезание

Хотя это самый распространенный метод нарезания резьбы, он наименее рекомендован. Если резец подается радиально (перпендикулярно к оси заготовки), металл снимается с обеих сторон профиля резьбы, в результате чего формируется стружка в форме буквы V.

Такая форма стружки трудно поддается разлому, поэтому стружкоотвод может представлять проблему.

Рис. 4. Вместо формы буквы V в результате одностороннего бокового врезания образуется стружка, аналогичная получаемой при стандартном точении

В. Одностороннее боковое врезание

В этом методе направление врезания параллельно одной стороне резьбы, и инструмент, как правило, движется вдоль линии под углом 30º. В результате образуется стружка, аналогичная получаемой при обычном точении (см. рис. 4).

В сравнении с радиальным врезанием формирование стружки и отделение от режущей кромки происходит легче, что гарантирует лучший отвод тепла. Однако при таком методе вместо резания происходит трение вспомогательной режущей кромки о боковую поверхность резьбы.

Это приводит к истиранию, негативно влияет на качество обработки поверхности и может вызывать вибрации.

С. Модифицированное одностороннее боковое врезание (рекомендуется)

Данный метод похож на метод одностороннего бокового врезания, за исключением того, что угол врезания меньше угла профиля резьбы – менее 30º. Он сохраняет преимущества метода одностороннего врезания, при этом проблемы, связанные со вспомогательной кромкой, отсутствуют. Наилучший результат обеспечивается с углом врезания 29½º, но на практике приемлем любой угол от 25 до 29½º.

D. Двухстороннее боковое врезание

В этом случае пластина подается попеременно вдоль обеих сторон профиля резьбы и, следовательно, в процессе задействуются обе стороны режущей кромки. Это позволяет распределить нагрузку и способствует увеличению срока службы инструмента.

Однако такое врезание также может вызвать проблемы с отводом стружки, что может ухудшить качество поверхности и стойкость инструмента.

Рис. 5. Регулировка относительно угла подъема винтовой линии, как в «наклонной» пластине справа, позволяет выравнивать задние углы главной и вспомогательной кромок. Это обеспечивает более равномерный износ

Выравнивание задних углов

Некоторые резьбовые пластины и державки имеют возможность точного наклона пластины в направлении врезания при изменении угла подъема винтовой линии. Это свойство обеспечивает высокое качество резьбы, предотвращая трение пластины о боковую поверхность профиля. Оно также позволяет продлить срок службы резца в силу равномерного распределения усилий резания по всей длине режущей кромки.

Пластина, не имеющая такой возможности, где режущая кромка подается параллельно осевой линии заготовки, образует неравные задние углы главной и вспомогательной кромок пластины (см. рис. 5). В частности, при крупном шаге это неравенство может стать причиной трения кромки о поверхность профиля резьбы.

Регулируемые системы позволяют изменять угол наклона пластины путем воздействия на головку державки с помощью опорных пластин. Точная регулировка получается в результате выравнивания углов главной и вспомогательной кромок, благодаря чему износ становится более равномерным.

Рис. 6. Данный специальный резьбонарезной инструмент используется для одновременной обработки двух отдельных резьб на шестишпиндельном токарном станке. Резьбы обрабатываются по отдельности. Используемые здесь пластины предназначены для резьбофрезерного инструмента, но в данном случае они применяются в качестве токарных

Миниатюризация и специализация

Резцы со вставными пластинами обеспечивают нарезание внутренней резьбы в отверстиях диаметром вплоть до 7,6 мм.

Использование токарных инструментов для нарезания резьбы в таких малых отверстиях дает множество преимуществ.

Качество формируемой резьбы, как правило, выше, конструкция пластины способствует отводу стружки из отверстия с незначительным ущербом для резьбы, а возможность индексации пластин позволяет снизить затраты на оснастку.

Для подобных инструментов обычно используется твердый сплав, позволяющий выполнять обработку на низких скоростях. Что же касается нарезания резьбы в малых отверстиях, использование низкой скорости резания является единственно возможным вариантом ввиду ограничений по кинематике станка.

Технологические инновации расширили сферу применения резьбонарезных инструментов, и переход к нарезанию внутренней резьбы малого диаметра резцами – яркий тому пример.

Несмотря на широкую номенклатуру стандартных инструментов, производители продолжают сталкиваться с определенными проблемами, оправдывающими применение специализированной оснастки (см. рис. 6.).

Особая оснастка, проектируемая в сотрудничестве с поставщиком, – это возможность, которой нельзя пренебрегать при поиске рациональных параметров резца для конкретного вида работ.

Источник материала: перевод статьи
Threading On A Lathe,
Modern Machine Shop

Автор статьи-оригинала:Стюарт Палмер (Stuart Palmer)

Об авторах:

Майк Канаговски (Mike Kanagowski) – директор компании VNE Corp., которая является партнером Vargus Ltd. и находится в г. Джейнсвилл, штат Висконсин (США).

Источник: http://TverdySplav.ru/narezanie-rezby-na-tokarnom-stanke/

Принцип нарезки резьбы на токарном станке

К вращающейся заготовке, закрепленной в шпинделе, подводится инструмент. Инструмент врезается в заготовку и перемещается вдоль неё с одинаковой скоростью. Вершина инструмента оставляет на заготовке линию в виде спирали, называемую винтовой.

У резьбы выделяют такие параметры:

• Расположение. Резьба может находиться на внутренней и наружной поверхности.
• Направление. Выделяют левые и правые резьбы. Изделие с правой резьбой закручивается по часовой стрелке, это направление более распространено.
• Шаг. Представляет собой расстояние между одинаковыми точками соседних винтовых линий, измеренное вдоль центральной оси заготовки. Регулируется отношением скорости перемещения инструмента к скорости вращения заготовки.
• Наклон винтовой линии. Это понятие связано с шагом. Определяется относительно перпендикулярной плоскости к оси заготовки. Тангенс угла наклона равен шагу, разделенному на произведение π и внешнего диаметра заготовки.
• Тип опорной поверхности. Выделяют цилиндрические и конические резьбы.
• Профиль. Представляет собой контур резьбы в продольном сечении. В зависимости от профиля резьбы делят на треугольные, прямоугольные и трапециевидные.
• Количество резьбовых линий. По этому параметру резьбы можно разделить на однозаходные и многозаходные. Количество заходов видно на торцах резьбы, в зависимости от этого параметра различается расстояние, которое проходит вкручиваемая или накручиваемая деталь за один оборот.

Нарезание резьбы при помощи резцов

Наиболее широкое применение имеет нарезание резьбы специальным резьбовым резцом. Профиль режущей кромки резца определяет профиль резьбы. Режущая кромка выполняется из твердых и быстрорежущих сплавов.

Предварительная подготовка детали перед нарезанием наружной резьбы заключается в её обточке до диаметра, который меньше диаметра резьбы на 1/40-1/12. Во время нарезания резьбы происходит деформация металла, и наружный диаметр резьбы возрастает.

Аналогичная подготовка, только в противоположную сторону, производится для нарезания внутренней резьбы.

В этом случае обрабатывается отверстие диаметром, большее на 0,2-0,4 мм при работе с вязкими материалами, такими как сталь, титан, бронза, и на 0,1-0,02 мм при обработке хрупких материалов: бронзы, чугуна, высокопрочной стали.

Нарезание резьбы при помощи резцов выполняется в несколько проходов. После одного прохода резец перемещается в исходное положение. Нарезание резьбы производится только одной режущей кромкой инструмента, одновременное использование двух кромок приводит к снижению качества поверхности. Количество черновых и чистовых проходов определяется материалом заготовки, резцом, высотой резьбы, требованиями к чистоте поверхности резьбы.

Нарезание резьбы при помощи плашек и метчиков

Плашка предназначается для нарезания наружной резьбы, а метчик — для внутренней. Предварительная обработка поверхностей также выполняется с учетом деформации металла. Недостатком этого способа создания резьбы выступает ограничение диаметра. Плашками нарезают резьбу диаметром до 30 мм, а метчиками до 50 мм.

На токарно-винторезных станках плашка устанавливается в патроне, закрепляемом в пиноли задней бабки. Скорость резания стальных заготовок составляет 3-4 м/мин, чугунных 2-3 м/мин, мягких медных сплавов 10-15 м/мин.

Метчик во многих случаях позволяет выполнить резьбу за один проход. Для твердых материалов применяются комплекты из 2-3 инструментов. Черновой метчик удаляет 75% металла, чистовой выполняет доводку. Скорость резки стали составляет 5-12 м/мин, чугуна — 6-22 м/мин. При нарезке резьбы подается СОЖ.

Нарезание резьбы при помощи резьбонарезных головок

Для получения резьбы на револьверных станках и токарных автоматах используются резьбонарезные головки. Они представляют собой достаточно сложные устройства по сравнению с резцами, метчиком и плашкой.

Головки для нарезания наружной резьбы представляют собой полый цилиндр, в котором находятся гребенки — элементы с режущей поверхностью. После рабочего прохода гребенки раскрываются, и во время обратного хода не касаются резьбы.

Головки, предназначенные для формирования внутренней резьбы, имеют противоположное строение. Они выполнены в виде вала, в передней части которого находятся гребенки. Их число зависит от диаметра головки. Режущая кромка гребенок обладает заходным конусом, который упрощает начало нарезки резьбы. Настройка гребенок на диаметр производится при помощи резьбового калибра или эталонной детали.

Источник: https://stankomach.com/o-kompanii/articles/narezanie-rezby-na-tokarnom-stanke.html

Как нарезать резьбу на токарном станке резцом: видео, количество оборотов, размерность

Нарезание резьбы на токарном станке это одна из самых распространенных операций, ежедневно выполняемых на тысячах токарных станков. В качестве рабочего инструмента используются резцы, головки резьбонарезные, плашки и метчики. Выполнение резьбы с использованием резца требует особой сноровки и знаний.

Виды резцов

виды резцов: а — прямой; б — круглый; в — изогнутый

Конструкция токарного станка позволяет нарезать внутреннюю и наружную резьбу. Для этого создано множество разновидностей резцов, относящихся к трем большим группам:

• призматические;
• круглые;
• стержневые.

Стержневые — самый простой тип инструмента для нарезки. Это стержень (любой формы сечения) с рабочей головкой. Профиль определяется формой головки. Одна из разновидностей стержневых резцов — с припаянными твердосплавными рабочими гранями. Они более устойчивы к стиранию и не требуют частых заточек. Круглые и призматические относятся к фасонной категории.

Призматические режут только внешнюю сторону. По сравнению со стержневыми способны работать с большими поверхностями. Резец удерживается в держателе «ласточкиным хвостом». Способны к большему количеству переточек, чем стержневые.

Круглые выполняют наружную и внутреннюю резьбу. Они удобнее режут и имеют больший спектр применения, нежели призматические. Их можно перетачивать большее количество раз. В держателе устанавливаются относительно торца и отверстия.

Техника нарезания резьбы

Резец равномерно передвигается вдоль заготовки и своей вершиной прорубает линию в форме винта. Наклон линии к оси, перпендикулярной движению резака, называется углом увеличения винтовой линии. Зависит этот показатель от:

• скорости вращения детали в станке;
• особенностей подачи резака.

Во время заглубления резака в болванку она покрывается винтовой канавкой. Резьба обеспечивает надежное крепление, уплотнение либо передвижение элементов в запланированном направлении.

В зависимости от конфигурации болванки дается название крепления: цилиндрическое либо коническое. Профиль, который является одновременно поперечником проекции на плоскость резьбы, подбирают с учетом назначения. Наиболее применимы следующие профили:

• прямоугольный;
• трапециевидный;
• остроугольный.

Их нарезают однозаходными или многозаходными. Вторые создаются несколькими канавками, расположенными на одинаковых промежутках друг от друга, первые — единой канавкой.

Свойства резьбы определяются такими понятиями, как шаг и ход — расстояние между одинаковыми элементами витка. Он равняется произведению количества заходов на шаг.

Правила нарезки

резьбовой шаблон используется для контроля правильности нарезания резьбы

1. Чистота резьбы определяется постановкой и направлением движения инструмента. Чтобы использовать инструмент правильно существует шаблон. Он размещается параллельно серединам станка на заготовке. Проекции инструмента и шаблона накладывают друг на друга и исследуют просвет.

   Резак размещают исключительно по центральной линии станка.

2. Внутренняя резьба нарезается изогнутыми инструментами (при небольшом поперечнике отверстия). Можно использовать ровный инструмент, вставив его в оправку. Наружная — чаще гнутыми, в редких случаях ровными. Выбор резца зависит от типа металла и параметров резьбы.

3. Правила размещения рабочей грани инструмента зависят от планируемого профиля. Треугольный выполняют при вершине 60 или 55 град. (для метрической или дюймовой). Так как иногда во время движения суппорта возможны погрешности, используют инструмент с вершиной 59 градусов 30 минут.

4. Передний угол инструмента выбирается в соответствии с материалом детали в пределах 0 — 25 град. Чем тверже и хрупче материал, тем меньше угол. Так, для болванок из стали берут инструмент с углом 0 градусов, высоколегированные стали можно нарезать углом до 10 градусов.
5. Впадина выполняется гладкой, скругленной или с риской, под форму подбирают верхушку резака.

6. Показатель боковых углов инструмента сзади должен быть таковым, чтобы во время нарезки боковые грани не соприкасались с поверхностью резьбы. Обычно справа и слева они равны: при угле резьбового подъема выше 4 градусов — от 6 до 8 градусов и от 3 до 5 градусов, если угол до 4 градусов.
7. Внутренние резьбы режут непосредственно по окончанию расточки или сверления.

   В связи с тем, что при работе металл деформируется, поперечник отверстия берется чуть больше, нежели внутренний поперечник. Потому к расчетному показателю прибавляют до 0,02 для хрупких металлов и до 0,4 для вязких.

8. Иногда резьбу следует оканчивать канавкой. Внутренний поперечник канавки нужно делать на 0,3 мм меньше, чем аналогичная характеристика резьбы.

9. Чтобы на торце выполнить качественную резьбу, необходимо сделать уступ до 3 мм не меняя диаметр. С помощью этого выступа обозначают итоговый проход резака. По окончанию нарезки уступ удаляют.
10. Черновой проход выполняется со скоростью до 30 метров в минуту, чистовой до 55 метров в минуту. При обработке чугуна скорость не более 25 метров в минуту.

    Твердосплавными инструментами сталь режется со скоростью до 150 м\минуту. Когда шаг резьбы меньше 2 мм используют повышенные скорости, когда шаг от 6 мм — пониженные (точные показатели можно найти в специальных таблицах).

11. Режется резьба в несколько проходов, по окончанию каждого прохода инструмент устанавливается в начальную позицию.

12. Когда необходимо на длинную заготовку нанести наружную резьбу, суппорт вручную устанавливают в начальную позицию, отключив гайку разъема. Чтобы сделать следующий проход нарезания следует попасть точно в канавку.

Параметры и соответствующие ГОСТы

Инструкция по нарезанию резьбы в видеоролике:

Источник: http://StanokGid.ru/osnastka/narezanie-rezby-na-tokarnom-stanke-rezcom.html

Нарезание резьбы на токарном станке – резцы, метчики, плашки, головки и гребенки

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.

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

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.

Источник: http://met-all.org/obrabotka/tokarnaya/narezanie-rezby-na-tokarnom-stanke-rezcom.html

Нарезание резьбы на токарных станках

Нарезание резьбы — обширная тема в металлообработке с использованием токарных станков. Эта технология применяется больше чем в 40% работ. От качества резьб зависит прочность соединения разъёмных элементов конструкций или механизмов. Подробнее об этом в статье. 

Методы получения резьб

Резьбовые соединения используются в машиностроении и строительстве. Применение метизов с резьбой позволяет соединять детали механизмов и конструктивные элементы при строительстве посредством использования болтов, гаек, винтов, шпилек. Изделия с резьбой предназначены и для передачи усилий или движения в механизмах типа домкрат, редуктор, пресс, станок.

Схема нарезание резьбы метчиком на токарном станке

Домкраты и ходовые винты изготавливают с трапецеидальной резьбой.

Существуют следующие способы изготовления резьб:

• вручную (метчиком или плашкой);
• на станках:
  • токарно-винторезном (мод. 16К20);
  • резьбонакатных с применением роликов и плоских плашек;
  • фрезерных (мод. РТС 161Ф4) для получения резьб с большой величиной шага;
  • шлифовальных с использованием кругов с заданным профилем для изготовления мелких и точных резьб;
  • винторезных (мод. 1622);
  • для нарезки резьб на гайках (мод. 2064);
  • обеспечивающих вихревое нарезание резьб с использованием многорезцовых головок.

Вихревое резание обеспечивается 4 резцами, расположенными во вращающейся головке, от своего двигателя. Это приспособление закрепляют на суппорте токарного станка. За счёт поочередного врезания резцов обеспечивается высокая скорость обработки, так как резцы нагреваются незначительно. Этим же обеспечивается меньшая шероховатость получаемой резьбовой поверхности и повышенная точность профиля.

нарезании резьбы на токарно-винторезном станке 1К62

Классификация резьб

Резьба — это винтовая линия, образуемая на поверхности тела вращения вершиной выступа определенной формы. Расстояние между близлежащими выступами равно шагу резьбы. Форма выступа зависит от её вида. Между двумя соседствующими выступами находится впадина.

Классификация резьб

Виды резьбовых признаков:

1. Направление винтовой линии:
   • правая (подъём её происходит слева направо, а завинчивание болта осуществляют по движению часовой стрелки);
   • левая (завинчивание происходит против движения часовой стрелки).
2. Формы выступа в виде:
   • треугольника,
   • трапеции,
   • неравнобочной трапеции,
   • прямоугольника,
   • полукруга.
3. Внешней поверхности детали (цилиндрической или конусной).
4. Расположения на детали (внутренней или наружной).
5. Число заходов (один, два, три);
6. Назначение (крепежная и ходовая).

Резьбу подразделяют на виды:

• с углом профиля:
  • 60⁰ (метрическая, коническая дюймовая);
  • 55⁰ (трубная цилиндрическая, трубная коническая);
• упорную;
• круглую;
• трапецеидальной формы (угол 30⁰).

Трапецеидальной резьбе присуща большая прочность, чем прямоугольной, при меньшей трудоемкости изготовления. Назначение трапецеидальной резьбы — преобразование вращательного движения в поступательное.

Кроме этого, используют резьбу, называемую модульной. Её используют там, где передают вращение с червяка на червячное колесо, оси которых находятся под углом 90⁰.

 Расшифровка написания резьб

Резьба обозначается: М12х1,25–7Н. Это означает: метрическая внутренняя (7Н), диаметр 12 мм, шаг – 1,25 мм, поле допуска 7Н. Для наружной резьбы поле допуска записывают: 6h. Значение крупного шага в обозначении не приводится (М16–8g). Левой резьбе в обозначении добавляют буквы LH (М16–8g–LH). В ГОСТ 8724–81 приведена таблица, с указанием диаметра и шага нужного размера.

Инструмент для нарезания резьб

Плашка. На наружной поверхности резьба нарезается плашками. Их изготавливают в виде гайки. Для получения режущих элементов и отвода стружки в них просверлены отверстия. С каждой стороны плашка имеет режущие элементы, образующие заборный конус (угол 20⁰–30⁰). В средней части расположена калибрующая зона.

Плашку фиксируют в воротке при помощи винтов. Нужно после каждого оборота плашки поворачивать её назад на треть окружности. Это нужно для очистки отверстий от стружки и получения качественной резьбовой поверхности.

Метчик. Метчик используют для нарезания внутренней резьбы. Он имеет режущие кромки, получаемые при изготовлении продольных или винтовых канавок. Канавки формируют передние поверхности на зубьях. Рабочая зона метчика образует заборный и калибрующий участки. Заборный участок ещё называют режущим. Он конической формы и врезание происходит постепенно.

Различают ручные, машинные и гаечные метчики. Ручные метчики изготавливают одинарными и в комплекте: для чернового и чистового проходов при нарезании резьб. Комплект состоит и из 3 метчиков. Номер его указывают количеством круговых рисок на хвостовике (1 — черновой, 2 — получистовой, 3 — чистовой).

Наибольшая заборная часть у чернового метчика. Хвостовик у метчиков изготавливают в виде квадрата, чтобы передавать рабочее усилие воротком. Метчики подразделяют для нарезки резьб в сквозных и глухих отверстиях. Гаечные метчики изготавливают с прямым или изогнутым хвостовиком.

Резец. Резьба нарезается вершиной резца, закреплённого в суппорте, при перемещении его относительно вращающейся заготовки. При этом шаг резьбы, образуемый резцом, равен расстоянию между вершинами соседних выступов по оси детали.

Резцы для нарезки резьб конструктивно выполняют:

• цельными (изготавливают из быстрорежущей стали или твердого сплава);
• с напаянными пластинами из твердого сплава (ГОСТ 18885–73);
• сборными с мехкреплением СМП (сменных многогранных пластин).

Резьбовой резец с напайной или сменной многогранной пластиной (СМП) должен иметь углы заточки, обеспечивающие получение соответствующего профиля на резьбе. Такие резцы используют для нарезания метрической и трапецеидальной резьбы.

Резцы с СМП используют на токарно-фрезерных станках с ЧПУ, которые могут обеспечить необходимые режимы резания и получение готовой детали за один цикл обработки (обрабатывающие центра).

Для обеспечения качества резьбы при её нарезании обязательно применяют СОЖ (эмульсию, сульфофрезол и другие).

Марки быстрорежущей стали для резцов: Р6М5К5, Р6М5, Р9М4К8, Р9К5, Р12Ф3, Р9М4К8.

Используемое оборудование

Резьбу нарезают вручную или на токарно-винторезных станках. При нарезке вручную используют тиски и инструмент: плашки и метчики. Нарезать резьбу с использованием токарно-винторезного станка 16К20 можно резцом, метчиком, плашкой и другими видами инструмента. На них осуществляют нарезку как наружной, так и внутренней резьб.

На коробке подач станка 16К20 расположена таблица, в которой указаны положения рукояток для того, чтобы настроить нужный шаг резьбы. Настройка режимов обработки позволяет получить качественную деталь. Технология использования резца предусматривает:

• правильную его заточку;
• настройку режимов работы станка;
• правильную установку резца по центру детали с использованием приспособления — шаблона;
• замер полученных размеров резьбовыми шаблонами или калибрами.

При резьбообразовании не допускаются: задиры, дробление, рваные нитки, риски.

Специальное приспособление или вихревые головки с отдельным приводом расширяют функциональные возможности токарных станков.

Токарно-револьверные станки повышают производительность обработки за счет сокращения времени на замену инструмента.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: http://StankiExpert.ru/stanki/tokarnye/narezanie-rezby-na-tokarnykh-stankakh.html

Нарезание резьбы на токарном станке: в том числе резцом (фото, видео)

Нарезание резьбы резцом на токарном станке — процесс не самый технологически сложный, но требующий повышенного внимания, определенных навыков и теоретических знаний. Именно о последнем мы вам расскажем, что позволит максимально приблизиться к желаемому качеству обработки заготовок путем нарезания резьбы резцами.

статьи

• 1 Резцы
• 2 Техника нарезки
  • 2.1 Правила получения резьбы

Схема нарезания резьбы на токарном станке резцом

Для получения резьбы мастера пользуются разным резцом:

• Трубонарезные инструменты;
• Резьбонарезные головки;
• Метчики;
• Плашки.

За счет конструкции токарного станка, нарезание резьбы на токарном станке позволяет получить внутреннюю и наружную вариацию ее исполнения.

При этом приспособление, позволяющее обработать древесину путем нарезки резьбы, делится на три большие категории:

1. Призматическая группа. Таким резцом можно обрабатывать внешние стороны заготовок. При этом приспособление призматической группы позволяет работать с заготовками крупных размеров. Инструмент удерживается в держателе станка специальным устройством, которое называется ласточкин хвост. Резьбонарезные элементы призматической группы подвержены множественной переточке, чем выгодно отличаются на фоне стержневых инструментов.
2. Стержневая группа. Наиболее простое приспособление, позволяющее выполнять нарезку. Стержень может иметь любую форму сечения, у него имеется рабочая головка. В зависимости от формы головки определяется профиль. Стержневое приспособление — это фасонная категория деревообрабатывающих инструментов. Самое популярное из них имеет припаянные твердосплавные грани, обеспечивающие срезание излишков древесины. Они отличаются длительным сроком эксплуатации, реже остальных нуждаются в заточке.
3. Круглая группа. Головки таких приспособлений позволяют нарезать резьбу внутреннего и наружного типа. С таким резцом можно выполнять широкий перечень операций, чем они выгодно отличаются от призматической группы. Важная особенность — подверженность многократной переточке инструмента без утраты изначальных характеристик.

Техника нарезки

Чертеж схемы нарезания резьбы на токарном станке резцом

• Оператор, управляя резцом, равномерно перемещает его вдоль заготовки;
• Сама рабочая головка проделывает винтовую линию своей вершиной;
• В зависимости от наклона линии к оси, которая является перпендикулярной движению рабочего инструмента, определяется угол увеличения винтовых линий;
• Этот угол зависит от особенностей подачи инструмента и скорости вращения заготовки на токарном станке;
• Когда приспособление для нарезки заглубляется в заготовку, она внутри покрывается винтовыми канавками;
• С помощью резьбы можно обеспечить высококачественный крепеж, уплотнить детали или перемещать элементы согласно требуемым направлениям с заданным шагом;
• Опираясь на конфигурацию болванки, крепление получает соответствующее название — коническое или цилиндрическое;
• Профиль, выступающий одновременно поперечником проекции на поверхности резьбы, выбирают на основе назначения;
• Самыми часто применяемыми профилями являются остроугольные, трапециевидные и прямоугольные;
• Профили нарезаются однозаходным или многозаходным методом;
• Многозаходные создаются из нескольких канавок, которые располагаются на одинаковом расстоянии относительно друг друга;
• Однозаходные создаются одной канавкой;
• Характеристики резьбы определяются шагом и ходом. Это расстояние, имеющееся между одинаковыми компонентами резьбового витка;
• Чтобы определить расстояние, нужно произвести шаг на количество заходов.

Правила получения резьбы

Резьбонарезные операции предусматривает, что мастер использует трубонарезные конические, трубонарезные цилиндрические, дюймовые, упорные виды резьбы.

Чтобы выполнение трубонарезной конструкции прошло грамотно и без ошибок, требуется опираться на определенные правила при работе с плашкой, головкой, метчиком и пр.

1. Сначала выполняется настройка самого станка. Резьбонарезные, трубонарезные операции невозможно качественно выполнить при условии отсутствия соответствующего по характеристикам и возможностям оборудования. Настройка предусматривает адаптация устройства под конкретный тип резьбы, используемые резьбонарезные, трубонарезные головки, метчики, плашки. Настройка выполняется согласно инструкции к станку и рабочим инструментам. Не лишним будет подкрепить трубонарезные навыки видео уроками.
2. Далее, опираясь на важные правила и рекомендации, выполняется работа по созданию резьбы с требуемыми параметрами.
3. Чистота получаемой резьбы зависит от правильной постановки рабочего инструмента и его движения относительно заготовки. Для достижения нужного результата использует шаблон, устанавливаемый параллельно серединам токарного устройства на заготовке. Проекцию резака и шаблон накладывается один на другого и проверяют просвет. Режущий инструмент должен располагаться строго на центральной линии токарного станка.
4. Для нарезки внутренней резьбы используют изогнутый рабочий инструмент. Если взять оправку, можно задействовать и прямой инструмент. Наружная нарезка осуществляется преимущественно гнутыми, но иногда и ровными резцами. Выбирают резцы на основе типа обрабатываемого материала и требования относительно характеристик резьбы.
5. Расположение рабочих граней резцов зависит от профиля, который следует выполнить. Треугольные предусматривают изготовление нарезки при вершине 55 или 60 градусов для дюймовой и метрической резьбы соответственно.
6. Выбор переднего угла резца делается на основе материала заготовки. Он может составлять от 0 до 25 градусов. При этом меньший угол выбирается для более твердых и хрупких материалов.
7. Боковые углы инструмента сзади должны иметь такие параметры, чтобы при нарезке боковые элементы не касались поверхности резьбы. В большинстве случаев с левой и правой стороны они являются одинаковыми. Так, если угол резьбового подъема составляет более 5 градусов, боковые углы будут 6-8 градусов, либо 3-5 градуса при резьбовом угле менее 4 градусов.
8. Внутренняя нарезка канавок выполняется после расточки или выполнения сверления отверстия. Во время обработки металл подвержен деформации, из-за чего поперечник отверстия следует выбирать немного больше внутреннего поперечника. Для хрупкого металла к значению добавляют 0,02, а для вязкого — до 0,4.
9. Иногда трубонарезной станок требует завершить нарезку канавками. Внутренние поперечники делают на 0,3 миллиметра меньше по сравнению с аналогичным параметром резьбы.
10. Применяя трубонарезной агрегат с целью получить на торце качественную нарезку, выполните уступ на 3 мм (не больше), не меняя при этом диаметр. Этот выступ обозначит финишный проход режущего инструмента. Когда работа завершается, уступ можно удалить.
11. Черновая обработка с помощью режущей головки осуществляется на скорости не выше 30 м/мин. Чистовая обработка позволяет включать вращение головки с скоростью до 55 м/мин.
12. Работа с чугуном предусматривает прохождение режущей резьбонарезной головки со скоростью до 25 м/мин. Для твердосплавных материалов этот показатель составляет до 150 м/мин.
13. Если шаг резьбы составляет менее 2 мм, работа выполняется на повышенных скоростях, но понижается при шаге от 6 мм.
14. Резьбу нарезают на токарном станке путем нескольких подходов. Завершая каждый подход, режущий инструмент возвращается в начальное положение.

Резьба — необходимый элемент множества конструкций, деталей. Потому к нарезке резьбы с помощью токарных станков следует подходить максимально грамотно. Это позволит избежать распространенных ошибок.

статьи — рейтинг материала: 5,00 из 5
Loading…

Источник: https://TvoiStanok.ru/otvety/narezanie-rezby-na-tokarnom-stanke-rezcom.html