Один из широко известных и универсальных способов металлообработки — нарезание резьбы на токарном станке. Этот технологический процесс выполняется с помощью специальных токарных инструментов:
- резцов;
- плашек;
- метчиков;
- резьбонарезных головок.
Качество резьбы влияет на надежность соединения различных элементов. Нарезание резьбы — работа, требующая точности, квалификации и опыта.
Типы и свойства резцов
Классификация
На практике применяются резцы для наружной и внутренней резьбы с державкой прямоугольного сечения. Реже встречаются дисковые, призматические, затачиваемые по передней поверхности. Рабочий профиль у всех соответствует размерам винтовой канавки. По направлению нарезаемой спирали выпускают левые и правые.
Различают цельные и сборные инструменты. Первые, преимущественно изготовлены из быстрорежущей стали, небольшого сечения или дисковые. Основная масса оснащается режущими пластинами, закреплёнными пайкой тугоплавким припоем или механическим способом, допускающим замену при износе.
Резцы резьбовые: наружный (черт. 1), внутренний (черт. 2)
Способы изготовления
Важно знать, как нарезать трапецеидальную резьбу, чтобы избежать неисправностей во время ее эксплуатации. Трапециевидная резьба легко изготавливается в промышленных масштабах
Ее методика изготовления имеет сходства с производством резьбы прямоугольной формы. Существуют следующие способы нарезания:
С применения 1 резца
Перед проведением данной процедуры важно подготовить обрабатываемую заготовку под нарезание: произвести измерение ее длины и ширины при помощи линейки или штангенциркуля. Изделие располагается на столе токарного станка
В заготовке нужно проточить канаву, в которую будет входить режущий инструмент. Во время приложения резца стоит проверить правильность его местоположения, расположив параллельно оси резьбы. После завершения подготовительных работ можно включать станок. Во время обработки режущая кромка инструмента совершает поступательные движение, образуя резьбу на профиле детали. Важно после завершения рабочего процесса сравнить обработанную деталь с шаблонном. Их профили должны совпадать. Из-за неточности режущего инструмента могут возникнуть незначительные погрешности. Использование 3 резцов. Перед осуществлением процедуры также производятся подготовительные работы: налаживание токарного станка, расчет размерных параметров изделия и настройка 3 резцов. Режущие инструменты прикладываются к впадинам заготовки и проверяются на предмет надежности крепления. В соответствии с диаметром и углом подъема изделия резцы для нарезания могут быть установлены параллельно сторонам винтовой канавки и противоположно оси резьбы. 3 резца выполняют поступательные движения, формируя окончательный профиль. Проверка точности обработки осуществляется посредством сравнения получившейся детали с шаблоном.
При создании винтовых конструкций используется иной способ нарезания. При помощи резца проделывается неполная канавка. После этого необходимо выбрать режущий инструмент меньшего размера и увеличить длину канавки до внутреннего диаметра. Завершение процедуры проводится профильным резцом. Проверка результата обработки производится при помощи номинальных и предельных калибров.
Во время проведения нарезания важно соблюдать основные правила техники безопасности во время работы с режущими приспособлениями и токарными станками:
Работу с инструментами должен осуществлять специалист, соответствующий инструктаж. Человек Работник обязан иметь специальную униформу, состоящую из производственного халата, защитных очков с прозрачными линзами, головного убора, ботинок и перчаток. Спецодежда должна быть отремонтированной и чистой
Перед работой с инструментами важно убедиться, что костюм полностью застегнут и плотно прилегает к телу. На рабочем месте нельзя располагать посторонние предметы. Перед проведением заточки важно проверить состояние токарного станка. На нем должны присутствовать механизмы для отвода производственного мусора, трубки и шланги для охлаждения, щитков для отражения эмульсии
Проверку токарного станка следует проводить на холостом ходу, оценивая работоспособность его основных комплектующих. На патроне токарного станка не должны присутствовать стружка или инородные предметы. Во время проведения обработки важно проверять прочность крепления режущих инструментов и местоположение заготовки. Нельзя закреплять заготовку весом больше 16 кг и производить замеры во время ее вращения. Нужно своевременно удалять производственный мусор при помощи специальных стружкоотводов. Для нарезания деталей из вязких металлов применяются специальные режущие инструменты с заточкой. Во время обработки заготовок запрещается облокачиваться на станок, смазывать детали, поддерживать изделие руками, избавляться от стружки при помощи струи воздуха. При токарных работа необходимо применять люнеты, если обработка осуществляется на высокой скорости. Важно следить за отводом СОЖ из токарного станка. Нельзя отходить от станка во время его эксплуатации.
При пожарах на производстве необходимо выключить станковое оборудование, отойти на безопасное расстояние и оповестить компетентные органы. Соблюдение техники безопасности снизит риск возникновения чрезвычайных ситуаций.
Материалы
Для изготовления режущей части служат:
- быстрорежущие стали;
- твёрдые сплавы;
- минералокерамика;
- сверхтвердые инструментальные материалы (СТМ).
Первые применяются для резьбонарезания сталей, сплавов цветных металлов, пластиков. Отличаются высокой прочностью, теплопроводностью, но пониженной, по сравнению с остальными, твердостью, красностойкостью, износостойкостью, ограничивающими скорость резания.
Наибольшую долю применяемых резьбовых резцов составляют оснащенные твёрдосплавными пластинами. Обусловлено это высокой стойкостью, твердостью, достаточной прочностью и жесткостью, приемлемой стоимостью. Производительность обработки выше, чем рапидом, в 2-3 раза. Широкая номенклатура позволяет подобрать оптимальную марку для обработки в большинстве случаев. Керамика относительно дешевая, довольно хрупкая, используется для обработки резьбы мелкого шага стальных и чугунных деталей, при жесткой системе СПИД, с ограниченными съемами припуска за проход.
СТМ на основе поликристаллического алмаза (ПКА) или кубического нитрида бора (КНБ) чрезвычайно твердые, теплостойкие, но дорогостоящие. Незаменимы для точных работ по труднообрабатываемым материалам. ПКА используют для нарезания меди, алюминия, карбида вольфрама. КНБ работают по закаленным сталям, упрочненным чугунам. Успешное применение требует высокой жесткости и плавности хода оборудования.
Расшифровка написания резьб
Нормативные документы: ГОСТ, ОСТ, МН на конкретный тип содержат образцы условной записи.
Графические материалы оформляют, руководствуясь указаниями ГОСТ 2.311-68 «Изображение резьбы».
Типовая структура обозначения содержит:
- буквенную часть, определяющую тип;
- цифры, соответствующие номинальному размеру в миллиметрах или дюймах;
- шаг (мм) указывается только мелкий, после знака «×»;
- у многозаходных вместо предыдущего пункта приводят ход (мм), затем шаг в скобках;
- направление: правое – по умолчанию, левое – обозначают LH;
- поле допуска или класс точности;
- длину свинчивания, отличную от нормальной.
Пример 1: М16×1,5LH–6H. Расшифровка:
- М – метрическая цилиндрическая;
- 16 – номинальный диаметр, мм;
- 1,5 – мелкий шаг, мм;
- LH – левая;
- 6Н – поле допуска, где 6 – степень точности; H – основное отклонение. Прописные буквы применяются для внутренней (гаек), следовательно, резьба в отверстии.
Длина свинчивания не указана, значит – нормальная.
Пример 2: G1/2–A
- G – трубная цилиндрическая;
- 1/2 – размер резьбы, дюймов; соответствует внутреннему диаметру трубы;
- А – класс точности.
Варианты обозначений проиллюстрированы ниже.
Правила нарезки
Качество профиля зависит от множества факторов:
- Погрешности заготовки. Занижение или завышение диаметра стержня и отверстия соответственно причина неполной высоты витков. Разновысотность по длине – следствие конусности исходной поверхности.
- Рваная поверхность получается при затупившемся инструменте, высокой скорости, неверно выбранной смазке.
- Усадка гайки по среднему диаметру характерна при аналогичном износе метчика.
- Растяжка витков происходит от подтормаживания самовыдвижной оправки.
- Разбивка гайки по среднему диаметру возможна от большого переднего угла, способствующего отжиму перьев метчика.
Во избежание указанного необходимо:
- Грамотно выбрать оснастку и методику нарезания.
- Подготовить заготовку согласно технологической документации или указаний справочных таблиц.
- Правильно подобрать режимы резания и СОЖ.
- Настроить станок на обработку, при необходимости рассчитать и собрать гитару.
- Заточку, установку резца контролировать по шаблону.
- Проверить первые готовые детали, произвести поднастройку, периодически повторять контроль в дальнейшем.
- Следить за исправностью приспособлений, своевременно подтачивать инструменты. Контроль качества резьбы Обеспечение требуемых служебных характеристик соединения определяется соответствием действительных значений: наружного, внутреннего, среднего диаметров, половины угла профиля, шага. Проверки выполняются:
- Калибрами. Контролируют диаметры резьбы в серийном производстве.
- Шагомерами (резьбовыми шаблонами), микрометрами со сменными вставками. Первыми проверяют на просвет P и α/2, вторые комплектуются набором сменных вставок под разные номиналы, предназначены для замера среднего диаметра болтов. Применяются в мелкосерийных цехах, измерения не точные.
- Точное измерение среднего диаметра винта выполняют, используя три проволочки, микрометр или оптиметр. Погрешность последнего до 2 мкм.
- Особо ответственные детали проверяют с помощью инструментальных микроскопов, позволяющих надежно определять диаметры, шаг, углы.
Режущий инструмент – плашка
Плашка – режущий токарный инструмент, изготовленный в форме гайки. Просверленные в ней отверстия делают для отвода стружки. Инструмент состоит из режущих элементов, расположенных на каждой его стороне и образующих заборный конус. Плашкой на токарном станке формируется резьба на болтах, шпильках, винтах и других металлоизделиях.
Наиболее используемые виды плашек:
- метрические;
- левые;
- трубные.
Нарезание резьбы плашкой следует предварить обработкой нужного участка детали. При этом наружное сечение резьбы должны быть больше обработанного участка детали. Сложность нарезки резьбы плашкой — в отсутствие у нее специального захода, что мешает ровно прорезать начальные витки.
Облегчить задачу можно, сделав на торце небольшую фаску так, чтобы ее высота совпала с высотой профиля резьбы. Размер плашки должен совпадать с диаметром детали.
Затем плашку нужного размера фиксируют в плашкодержателе, закрепленный в задней бабке токарного станка. Скорость нарезки резьбы зависит от материала для заготовки: изделия из латуни обрабатываются около 15 м/мин., чугунные – 3 м/мин., стальные болванки — 4 м/мин.
При такой скорости обработки плашка меньше изнашивается. В процессе нарезки каждый оборот плашки нужно сменять ее поворотом назад на треть окружности, чтобы очистить отверстия от стружки.
