Как нарезать резьбу плашкой на токарном станке

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.

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.

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: 0–25 0 . 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 5–10 0 . 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 3–5 0 , если больше 4 0 , то 6–8 градусов.
• Резьбу внутреннего типа нарезают в уже подготовленных отверстиях, которые получены расточкой или сверлением.

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.

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.

Нарезание резьбы плашками и метчиками на токарном станке

Плашка это изделие, которое изготавливается из инструментальной стали, основное назначение которой является нарезание резьбы. Обычно внешний диаметр плашек имеет цилиндрическую форму для установки в отверстие плашкодержателя или оправки, но бывают также и шестигранные поверхности. Поэтому плашку можно сравнить с той же закалённой гайкой, у которой имеются дополнительные отверстия, смещённые от центра для выхода стружки. В местах пересечения этих отверстий с резьбовым отверстием образуются режущие кромки.

До того, как начать выполнение работ связанных с нарезанием резьбы, плашку необходимо установить в специальный держатель и закрепить её с внешних сторон винтами. Деталь, на поверхности которой планируется нарезание резьбы, обычно закрепляется в токарном патроне. На её торце делается фаска не меньше профиля резьбы, для облегчения захода плашки в процессе резания, а обрабатываемый диаметр занижается на одну или две десятые миллиметра от номинального значения.

С помощью пиноли задней бабки осуществляется прижим плашкодержателя, это позволяет задавать правильное направление для самой плашки, которая устанавливается в специальное для нарезания резьбы положение. После этого можно включать вращение шпинделя, причём желательно это делать на минимальных оборотах.

Чтобы деталь соответствовала надлежащему качеству, необходимо отслеживать положение плашки. Во время технологического процесса она должна постоянно находиться перпендикулярно оси цилиндрического изделия, а давление, оказываемое на неё пинолью задней бабки, должно быть равномерным.

Если имеется оснастка и соответствующее оборудование, то плашку можно устанавливать в специальный держатель. Его закрепляют в гнездо револьверной головки или в пиноли задней бабки. При этом плашка будет изначально находиться на оси задней бабки, которая соосна со шпинделем станка.

Предварительно обработанная поверхность перед нарезанием резьбы должна иметь диаметр меньше, чем номинальный диаметр:

• Диаметры под резьбу от Ø 6 до 10 мм занижаются на 0,1 – 0,2мм ;
• Диаметры заготовки от Ø 11 до 18 мм на 0,12 – 0,24 мм ;
• Для диаметров от Ø 20 до 30 мм на 0,14 – 0,28 мм .

Рекомендуемые скорости резания v при нарезании резьбы составляют: для стали от З до 5 м/мин ; для чугуна от 2 до 3 м/мин ; для латуни от 10 до 15 м/мин .

Для того чтобы процесс нарезания резьбы и конечный результат был на высоком качественном уровне необходимо использовать смазочно-охлаждающие жидкости обеспечивающие хорошую чистоту поверхностей обрабатываемым изделиям.

Нарезание резьбы метчиками

Метчик представляет собой изделие, изготовленное из закалённой инструментальной стали, назначением которого является нарезание внутренней резьбы. По форме метчик схож с обычным винтом, но в отличие от последнего он имеет продольные канавки, для выхода стружки, они же, образуют в свою очередь режущие кромки в местах пересечения с резьбовой поверхностью.

В состав этого инструмента входит рабочая часть и хвостовик. Коническая резьбовая часть метчика предназначена для постепенного срезания слоя материала при ввинчивании инструмента в просверленное заранее отверстие, а цилиндрическая часть для окончательной калибровки. Хвостовик, окончание которого имеет, как правило, квадратную форму, служит для закрепления его в специальных удерживающих приспособлениях. Таковыми могут быть, как воротки, так и специальные оправки.

При нарезании резьбы, на универсальных токарных станках выполняется такой технологический процесс, при котором происходит постепенное срезание слоя материала, чем обеспечивается надлежащее качество. Для этого применяют два и даже три метчика входящие в комплект для первоначального и окончательного нарезания резьбы. Обычно, их обозначают поперечными рисками. Для первого одна риска, для второго две, а для третьего соответственно три.

На токарном станке нередко применяют и машинные метчики, что позволяет нарезать резьбу за один рабочий ход. В отличие от обычных резьбонарезных инструментов машинные метчики обладают увеличенным режущим коническим участком. Это способствует постепенному срезанию слоя металла. Чаще всего их применяют для того, чтобы обеспечить нарезку резьбы в сквозных отверстиях – гайках и похожих элементах.

Известно, что перед нарезанием внутренней резьбы необходимо просверлить отверстие, причём если оно имеет небольшой диаметр, то для его обработки требуется, только сверло, а при больших диаметрах они подвергаются расточке после сверления. Сами отверстия делаются чуть больше номинального значения на 0,1 – 0,3 миллиметра в зависимости от диаметра резьбы и используемого материала, чтобы избежать смятия и даже срыва ниток резьбы.

Диаметры отверстий под метрическую резьбу, нарезаемых метчиками, выбирают по специальным таблицам.

Приёмы нарезания резьбы метчиками

До начала процесса метчик должен быть установлен в исходное положение. Это обеспечивается, если заборную часть инструмента вводят в отверстие, а хвостовую при этом поддерживают с помощью центра задней бабки. Чтобы не допустить проворачивания метчика на его квадрат закрепляется вороток, который своей ручкой упирается на суппорт.

Чтобы нарезать первые нитки резьбы необходимо равномерно и осторожно двигать шпиндель задней бабки с помощью маховика. Когда метчик начнет врезаться в отверстие заготовки, дальше он будет продолжать движение по нарезаемым виткам. Однако и после этого перемещение пиноли задней бабки надо продолжать, слегка поджимая инструмент. Это необходимо для того, чтобы хвостовая часть метчика, поддерживаемая центром, оставалась на оси вращения, также как и режущая часть, входящая в отверстие. При этом, во время всего процесса, важно обеспечить обильное охлаждение.

Для нарезания резьбы рекомендуемая скорость резания должна составлять v = 5 – 12 м/мин для нарезания резьбы метчиками в стальных заготовках; v = 6 – 22 м/мин – в чугунных, бронзовых и алюминиевых заготовках.

Методы и особенности нарезания резьбы резцом на токарном станке

Для того чтобы нарезать резьбу на токарном станке, могут применяться разные инструменты. Опытные мастера чаще всего делают это при помощи резца.

Но также можно применить и рабочие головки специального назначения, метчики, плашки. А также такая операция, проводится используя технологию накатки.

В этой статье мы разберёмся, какие бывают резьбы, как их получить при помощи разных методов, и как проверить их качество.

Методы получения

Существует два основных метода для получения резьбы. Они делятся на нарезание и накатывание. Также различные методы используются для внутренней и наружной резьбы.

К примеру, для наружной, необходимо воспользоваться разными плашками, резцами, резьбовыми фрезами и гребенками, либо роликами на резьбонакатных автоматах.

При выборе одного или другого метода, нужно учитывать желаемый профиль резьбы, характер материала, необходимый объем и точность.

Классификация

Существует огромное множество типов резьбы. Они отличаются по форме профиля, расположению, направлению заходов, величиной шага и многим другим параметрам.

По форме профиля резьбы бывают

• Трапециевидные.
• Прямоугольные.
• Круглые.
• Упорные.
• Треугольные: метрические; дюймовые; трубные.

По направлению заходов

По расположению

• Наружная (как у болта).
• Внутренняя (как у гайки).

По поверхности, на которой выполнена резьба

• Цилиндрическая.
• Коническая.
• По эксплуатационному назначению.
• Крепёжные.
• Крепёжно-уплотнительные.
• Ходовые.
• Специальные.

Как нарезать на токарном?

К примеру, нарезка на токарном станке, используя резец будет выглядеть так: резец двигается вдоль оси вращающиеся детали, которая поддаётся вперёд и назад по отношению к резцу, и своей заостренной вершинкой прочерчивает линию винтового типа.

Винтовая линия отличается углом её подъёма или увеличения. Величина этого угла, перпендикулярна оси вращения, она измеряется между касательной и определяется: величиной подачи режущего инструмента, который перемещается вдоль оси, с частотой вращения детали.

Нарезание внутренней и наружной

Чтобы нарезать внутреннюю или наружную резьбу, нужно применить стержневой резец. Их изготовление отличается лишь формой резца. Для наружной, применяются прямые или отогнутые резцы.

А для внутренней изогнутые резцы или прямые. Расположение кромки резца обязательно должно совпадать профилем обрабатываемой резьбы.

Нарезание метчиками и плашками

Плашками вырезается наружная резьба. Участок детали предварительно обрабатывается. Диаметр поверхности, которая будет обработана должен быть чуть-чуть меньше наружного диаметра резьбы.

Сперва снимается фаска, соответствующая высоте профиля резьбы. Затем плашка устанавливается в патрон (плашкодержатель).

И выбирается скорость в соответствия с нужной резьбой (она указана на тыльной стороне станка).

Метчики часто используются для внутренней метрической резьбы. Как правило, на станке используется машинные метчики, это позволяет за один проход закончить деталь.

Для резьбы из твердых, вязких материалов используются комплекты из 2–3 метчиков. В комплекте из двух, правый делает 75% работы, а второй лишь доводит до нужного размера.

В комплекте из трёх метчиков, правый или черновой делает 60% работы, средний (получистовой) 30% работы, а третьи 10%.

Использование резьбонарезных головок

Для труб и болтов применяются резьбонарезные головки. Они устанавливаются в станок, затем настраивается нужный диаметр и передвигается по трубе. Они способны осуществлять работу с высокой точностью.

Универсальные головки позволяют установить гребенки от разных компаний. Также есть возможность смазки гребёнок и регулировки размеров, часто встречается ручной зажим.

Особенности левой

Во-первых, нужно переключить режим работы ходового винта, чтобы он начал крутиться влево. Это делается, переключив рычаг, определяющий направление раскручивания. И дальше всё происходит с точностью до наоборот по сравнению с правой резьбой.

Только надо учитывать, что при переключении на реверс, резец не будет отходить на сторону задней бабки, а наоборот, будет двигаться к патрону. Во избежание их столкновения надо тщательно следить за производимыми движениями.

Контроль качества

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

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

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

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

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

Интересное видео

Нарезание резьбы метчиками и плашками

Нарезание резьбы метчиками

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

Размер отверстия под нарезку резьбы в заготовке подбирают по таблицам. Метчик закрепляют в приспособлении, показанном на рис. 131.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Нарезание резьбы плашками

Плашка 1 (рис. 129) —это специальный инструмент, предназначенный для нарезания наружной резьбы. Плашку закрепляют в плашкодержателе 2, а заготовку — в патроне. С торца заготовки снимают фаску, чтобы плашка легче врезалась в металл. Заготовка под нарезку резьбы должна быть определенного диаметра, величину которого выбирают по таблицам. Если же диаметр заготовки меньше, резьба будет неполного профиля, а при большем диаметре обработанная поверхность будет некачественной.

Используя плашку, сначала на неподвижной заготовке нарезают вручную несколько ниток резьбы для направления инструмента. С этой же целью перед включением вращения шпинделя плашку поджимают пинолем задней бабки. Затем ручку плашкодержателя опирают на суппорт и включают вращение шпинделя с заготовкой (рис. 130).

Способы продольной подачи для нарезания резьбы плашками аналогичны рассмотренным выше способам, применяемым при нарезании резьбы метчиками.

Подготовка стержня под нарезание резьбы плашкой. Известно, что материал заготовки при нарезании резьбы пластически деформируется, вследствие чего диаметр заготовки увеличивается и витки резьбы плашки защемляются. Во избежание этого диаметр заготовки на участке под нарезание резьбы плашкой должен быть меньше наружного диаметра резьбы на 0,06—0,52 мм. Для того чтобы облегчить врезание плашки в металл заготовки, на ее конце рекомендуется сделать фаску (под углом 45°) шириной 0,8—1,0 шага резьбы.

Наиболее распространенные методы нарезания резьбы плашками приведены на странице “Способы нарезания резьбы плашками“.

Рис. 129. Плашка с плашкодержателем.

Нарезание резьбы на токарном станке различными инструментами

Резьбовые соединения активно применяются практически во всех отраслях человеческой деятельности, начиная от сельского хозяйства, заканчивая космической промышленностью. Для нарезания резьбы в небольших объемах используется токарный станок в паре со специальным инструментом: резцами, плашками, метчиками и резьбонарезными головками. Способ подбирается в зависимости от необходимой прочности, размеров, профиля и расположения винтовой поверхности.

Особенности нарезания резьбы

При выполнении работы на токарном стенке с установленным резцом, вершина инструмента прочерчивает винтовое углубление, перемещаясь вдоль оси вращения заготовки. Эта канавка и называется резьбой. Характеризуется она следующими параметрами:

• Шаг – расстояние между соседними витками. Измеряется по оси обрабатываемой детали.
• Угол увеличения винтовой линии – показатель наклона линии относительно перпендикулярной к оси вращения заготовки плоскости. Определяется частотой вращения детали и скоростью движения режущего инструмента вдоль ее оси.
• Ход (для многозаходной резьбы) – расстояние между сформированными одной ниткой ближайшими витками.

Различают 5 профилей резьбы, которые влияют на характеристики резьбового соединения:

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

Сама же поверхность детали может иметь коническую или цилиндрическую форму. Винтовая линия, прорезаемая инструментом на станке, формируется за один или несколько заходов. Для резьбы с двумя и более нитками, последние расположены друг относительно друга эквидистантно. Чтобы посчитать их количество, достаточно взглянуть на начало поверхности резьбы.

Применение резцов

При нарезании резьбы резцом, используются следующие типы этого инструмента:

1. Круглые. Устанавливаются в отверстие торца держателя. Относятся к фасонному типу резцов. Используются для внутренней и внешней обработки заготовок.

2. Стержневые. Головки выполняются различной формы и сечения, расположены на стержне. Для повышения ресурса инструмента, некоторые модели на рабочих гранях имеют напайки из твердых сплавов.

3. Призматические. Установка на токарный станок выполняется посредством держателя “ласточкин хвост”. Подвергаются большему количеству заточек, чем круглые варианты, подходят для обработки деталей исключительно с внешней стороны.

Наружную резьбовую поверхность можно нарезать на станке и прямыми, и отогнутыми разновидностями инструмента, смонтированными в оправку, а внутреннюю – изогнутыми и прямыми. При изготовлении резцов используется быстрорежущая сталь. Подробные характеристики стандартизированы, а вместе со схемами и чертежами указаны в ГОСТ 18876-73.

Профиль резьбы соответствует конфигурации вершины резца, которая, в свою очередь, может быть скругленной формы, либо же иметь фаску. В зависимости от материала заготовки подбирается передний угол инструмента (0-25 градусов). Так, для твердых и хрупких деталей этот параметр меньше, чем для изготовленных из вязких и цветных металлов. Существуют подробные схемы выбора угла резания под большинство материалов. Прежде чем нарезать внутреннюю резьбу на станке, необходимо выполнить сверление отверстия или его дополнительную расточку.

Задние боковые углы резцов выставляются одинаковыми с правой и левой сторон, а подбираются таким образом, чтобы отсутствовало трение между поверхностью инструмента о сформированную им канавку. Когда угол подъема резьбы не превышает 4°, показатель выставляется в районе 3–5°. В ином случае угол устанавливается в пределах 6 – 8 градусов.

При нарезании резьбы на конической и цилиндрической заготовке из стали используются резцы с твердосплавными пластинами Т15К6, Т30К4, Т14К8, Т15К6. В случае работы с чугунными деталями, применяются инструменты из сплавов ВКЗМ, В2К, ВК6М, ВК4.

Технология использования токарных резцов:

• Резец закрепляется в резцедержателе, а обрабатываемая деталь – в центрах или патроне станка.
• Резец перемещается вдоль оси вращения заготовки, прочерчивая винтообразную линию. Оба движения строго согласуются между собой. Иными словами, за один оборот детали резец сдвигается на расчетный шаг будущей резьбы.
• Суппорт приводится в движения от шпинделя через коробку передач и ходовой винт. При этом передаточное соотношение должно равняться соотношению шага ходового винта к шагу нарезаемой резьбы.
• Подача резца выполняется по одной из схем: параллельно образующей резьбы (контактирует лишь режущая кромка), перпендикулярно оси вращения заготовки (контактирует весь профиль).
• Для формирования на станке резьбы с крупным шагом, заготовка предварительно обрабатывается прорезным резцом. Его угол профиля на 5-10° отличается от угла профиля резьбы.
• Производительность труда при работе с токарными станками невысокая, так как много времени уходит на обратный ход резца и его установку на размер.
• Работа требует повышенного внимания и выполняется исключительно специалистом с высокой квалификацией.

Технология использования метчиков и плашек

Метчик используются в том случае, когда необходимо нарезать внутреннюю, преимущественно метрическую резьбу в отверстиях небольшого диаметра. Представляет собой стальной стержень винтовой формы с канавками для отвода стружки, расположенными в продольном направлении. Инструмент состоит из следующих частей:

• Хвостовик;
• Калибрующая часть;
• Заборная часть.

Для формирования метчиком резьбы высокого качества, используют последовательно 3 типа этого токарного инструмента, которые можно отличить по количеству размещенных на хвостовике рисок:

Скорость работы на токарном станке с установленными метчиками может быть довольно высокой. В качестве примера, для алюминиевых, чугунных и бронзовых деталей этот показатель по технологии составляет порядка 6-22 м в минуту, в то время как для других материалов – от 5 до 12 м в минуту.

Плашка предназначена для нарезания наружной резьбы. Представляет собой инструмент плоской цилиндрической формы, в центре которого находится отверстие с острыми кромками и каналами для отвода стружки. Выглядит, как подобие гайки. Калибрующая часть плашки расположена по ее середине, а заборный конус – с каждой из сторон. Инструмент на токарном станке закрепляется в плашкодержатель – специальный патрон в пиноли задней бабки. Чтобы инструмент зашел в заготовку без усилий, на торце последней снимается фаска, высота которой соответствует профилю резьбы.

Плашки могут быть разрезные или цельные. Диаметр первых подвергается регулировке в небольших пределах, что позволяет восстанавливать рабочие характеристики инструмента после его износа. Цельные же варианты используются для формирования резьбы высокой точности. В производстве применяется легированная или углеродистая сталь.

При использовании плашки на станке для токарных работ, поверхность заготовки подвергается предварительной обточке на величину необходимого диаметра резьбы, но с учетом следующих допусков:

• Для резьбы 6-10 мм допуск – 0,1-0,2 мм;
• Для 11-18 допуск 0,12 – 0,24 мм;
• Для 20-30 мм допуск 0,14-0, 28 мм.

Скорость нарезания резьбы плашкой, установленной в токарном станке, регулируется в соответствии с материалом заготовки, напрямую влияет на интенсивность износа инструмента:

• Для стали – 3-4 м в минуту;
• Для чугуна – 2-3 м в минуту;
• Для латуни – 10-15 м в минуту.

Применение резьбонарезных головок

При нарезке резьбы на токарно-винторезном станке к использованию резьбонарезных головок прибегают реже, чем к описанным выше инструментам. В роли их рабочего элемента выступают специальные гребенки нескольких типов:

• призматические;
• тангенциальные;
• круглые;
• радиальные.

Первый тип гребенок применяется для нарезания внутренней резьбы, оставшиеся три – для наружной. Особенностью инструмента является автоматическое расхождение рабочих органов при обратном ходе, что предотвращает их контакт с только что сформированными винтовыми нитями.

Резьбонарезные головки на станке применяются преимущественно в том случае, когда требуется высокоточная работа. При нарезании резьбы на длинных винтах и червяках инструмент устанавливается на суппорте станка. Наиболее популярны круглые резчики, так как они просты в обслуживании, имеют повышенную стойкость. Для нарезания внутренней резьбы на станках револьверного типа применяются исключительно призматические гребенки со специальным заходным конусом. Работа выполняется за один проход.

• Для проверки состояния резьбы в процессе ее нарезания на станке применяется резьбовой шаблон – инструмент, состоящий из помещенных в кассету пластин, на которых находятся зазубрины. На плоской части шаблона указывается шаг резьбы.
• Для комплексного контроля используются резьбовые калибры проходного (с полным профилем резьбы) и непроходного типа (с укороченным профилем, для проверки среднего диаметра). С ними необходимо обращаться с особой осторожностью. В противном случае возможно образование царапин и забоин на зазубренной поверхности.
• Диаметры нарезанной резьбы, а также ее шаг проверяются резьбовым микрометром – инструментом, оснащенным в шпинделе и пятке посадочными отверстиями, которые выполняют роль креплений для сменных вставок. Микрометр устанавливается в стойку, после чего следует его настройка по образцу-эталону.
• Перед проверкой резьбы детали любым из указанных инструментов, ее необходимо очистить от грязи и стружки, не извлекая из станка.