Нарезание прямоугольной резьбы на токарном станке

Нарезание прямоугольной и трапецеидальной резьб считается одной из наиболее сложных токарных работ. Эти резьбы изготовляют однозаходными и многозаходными.

Резец для нарезания прямоугольной резьбы (рис. 321). Резец должен быть заточен по шаблону, профиль которого соответствует профилю резьбы (рис. 322). Передний угол у резца обычно равен 0°, главный задний угол а=6 — 8°. Вспомогательные задние углы резца а₁ и а₂ назначаются для устранения трения резца о боковые поверхности резьбы.
Чем больше угол подъема резьбы, тем больше должен быть задний вспомогательный угол а₁. Этот угол берется обычно на 2 — 3° больше угла т подъема резьбы (см. рис. 323); задний вспомогательный угол Qg равен =3′ независимо от угла подъема резьбы.

Установка резца. Существует два способа установки резьбового резца при нарезании прямоугольной резьбы.
Первый способ. Главная режущая кромка резца аб может быть установлена параллельно оси детали (рис. 323, слева), точно по линии центров станка; в этом случае получаемый профиль резьбы будет точно совпадать с профилем режущей части резца и винт получит правильную форму. Однако углы резания у правой и левой боковых режущих кромок будут различны: у правой кромки угол резания 6i тупой и резец в этом месте будет не резать металл, а скоблить его; у левой кромки условия резания более благоприятны, так как угол резания 6з будет значительно меньше 90°, зато эта кромка будет сильно ослаблена и быстро затупится.

Второй способ. Главную режущую кромку а’ б’ устанавливают перпендикулярно боковым стенкам резьбы, как показано на рис. 323, справа. В этом случае обе боковые режущие кромки будут резать одинаково хорошо, но профиль резьбы а, не будет точно совпадать с профилем резца, — дно канавки получится не плоским, а вогнутым. По этой причине такой установкой обычно пользуются только для чернового нарезания канавки. При чистовых проходах резец должен быть установлен согласно рис. 323, слева. В этом случае необходимо следить, чтобы вершина резца находилась точно на высоте центров.
Токари-новаторы для установки резцов при нарезании резьб, прямоугольного и трапецеидального профилей пользуются специальными державка ми (рис. 324) . Эти державки удобны тем, что при изменении угла подъема резьбы для них не требуется специальной заточки резца. Кроме того, устраняется частая переточка резцов, когда меняется диаметр или число заходов резьбы.

Державка, показанная на рис. 324, состоит из трех частей: поворотной части 2, корпуса 5 и гайки 6. В поворотной части имеется гнездо для резца 1, закрепляемого винтом 3, и буртик 4. На буртике нанесена шкала с градусными делениями, с помощью которой можно отсчитывать поворот согласно углу подъема резьбы т, не производя специальной заточки резца.
Токарю достаточно иметь несколько заготовленных резцов для основных профилей, которые при наличии такой державки будут годны для различных диаметров резьбы и различных заходов (двух, трех, четырех и т. д.)
Приемы нарезания прямоугольной резьбы. Приступая к нарезанию прямоугольной резьбы, необходимо прежде всего правильно установить резьбовой резец. Правильное положение резца относительно детали и профиль резца проверяют шаблонами (см. рис. 322).

Нарезают прямоугольную резьбу сразу одним резцом, ширина которого равна ширине канавки, или несколькими резцами. Резьбу с шагом до 3-4 мм можно нарезать одним резцом с мерной шириной режущей кромки. Крупную (с шагом больше 4 мм) и точную резьбу лучше прорезать сначала черновым резцом шириной, равной 3/4 ширины полного профиля резьбы, а затем окончательно пройти ее чистовым резцом во всю ширину канавки (рис. 325, а). Можно поступить и так: прорезать резьбы тем же черновым резцом, а затем каждую боковую поверхность канавки обработать отдельным подрезным резцом (рис. 325, б). Второй способ дает более чистую и точную резьбу, но требует большей затраты времени; такая операция, кроме того, требует высокой квалификации токаря.

Нарезание наружной трапецеидальной резьбы. Трапецеидальная резьбы имеет профиль трапеции с углом при вершине 30°. Наклон боковых сторон профиля трапецеидальной резьбы облегчает сход стружки и позволяет нарезать ее более чисто и точно, чем прямоугольную.

Угла заточки и способы установки резцом такие же, как и при нарезации прямоугольных резьб.

В зависимести от размеров, точности и чистоты трапецеидальную резьбу можно нарезать одним, двумя, тремя и четырьмя резцами. Мелкая трапецеидальная резьба нарезается одним резцом с режущей частью, соответствующей профилю резьбы; крупная резьба нарезается двумя, тремя или четырьмя резцами.

Нарезание трапецеидальной резьбы четырьмя резцами показано на рис. 326.

Прорезным резцом, имеющим ширину, равную ширине канавки на внутреннем диаметре, предварительно прорезают впадину (канавку) на глубину внутреннего диаметра резьбы (рис. 326, а). После этого устанавливают трапецеидальный резец с кромкой, несколько меньшей ширины профиля нарезаемой резьбы, и нарезают им сначала правую, а потом левую сторону резьбы (рис. 326, б, в). Окончательная отделка профиля производится резьбовым резцом (рис. 326, г), профиль режущей части которого соответствует профиля резьбы.

На рис. 327 показаны более производительные приемы нарезания трапецеидальной резьбы прорезным и двумя подрезными резцами. Сначала прорезным резцом, имеющим ширину, равную полной ширине канавки у дна, прорезают канавку до внутреннего диаметра (рис. 327, а). Далее применяют два подрезных резца — левый и правый. Левым подрезным резцом срезают левый боковой уступ, а правым подрезным резцом — правый уступ. Хотя этот способ и проще предыдущего, однако он доступен лишь токарям высокой квалификации.

На рис. 328 показаны приемы нарезания трапецеидальной резьбы последовательно тремя резцами. Предварительно нарезают резьбы прорезными резцами 1 и 2 и окончательно — профильным резцом 3. Прорезным резцом 1, имеющим ширину, равную ширине канавки по среднему диаметру резьбы минус 2 мм, прорезают канавку до середины профиля резьбы. После этого прорезным резцом 2, имеющим ширину, равную ширине дна канавки, прорезают канавку до внутреннего диаметра резьбы. Затем профильным резцом 3 резьбы нарезается окончательно.

Для нарезания трапецеидальной резьбы применяют резцы с пластинками из твердого сплава Т15К6. Нарезание производится двумя резцами — черновым и чистовым. Черновой резец (а) имеет угол профиля 50°, передний угол γ = -3° и задний угол а = 3-5° (для повышения прочности резца). Чистовой резец (б) имеет угол профиля, равный углу профиля резьбы (в данном случае 40°).

Нарезают резьбы за 6-7 проходов с глубиной врезания 0,6-0,7 мм, причем последний проход — зачистной; при этом скорость резания — от 155 до 450 м/мин при обработке стали резцами, оснащенными твердым сплавом Т15К6.

Проверка профиля резьбы. Для проверки профиля впадины трапецеидальной и прямоугольной резьб применяют шаблоны, изготовляемые для каждого профиля и каждого шага резьбы. На рис. 330 показана проверка шаблоном профиля трапецеидальной резьбы. Шаблон устанавливают перпендикулярно к винтовой линии резьбы и по его прилеганию к боковым стенкам резьбы (отсутствие просвета) определяют правильность профиля впадины.

Нарезание внутренней трапецеидальной резьбы. Нарезают внутреннюю резьбы так же, как и наружную того же профиля. Резьбы с шагом до 3 мм нарезается сразу одним резцом с профилем режущей части, соответствующей профилю резьбы. Резец в резцедержателе устанавливается точно по шаблону.

Трапецендальная резьба с шагом больше 3 мм нарезается двумя резцами (рис. 331) . Вначале начерно резьбу нарезают прорезным резцом, ширина которого немного меньше ширины канавки на внутреннем диаметре (рис. 331, а), а затем начисто — трапецеидальным резцом, устанавливаемым строго по шаблону (рис 331, б). Резец должен иметь передний угол γ=0°, задний вспомогательный угол а₁ берется на 2 — 3° больше угла т подъема резьбы, задний вспомогательный угол а₂= 8 — 10°.

НАРЕЗАНИЕ ПРЯМОУГОЛЬНОЙ, ТРАПЕЦЕИДАЛЬНОЙ И МНОГОЗАХОДНОЙ РЕЗЬБЫ

Нарезание резьбы прямоугольного и трапецеидального профиля

Нарезание резьбы такого профиля имеет ряд отличительных особенностей от нарезания треугольных резьбы. Прямоугольные и трапецеидальные резьбы часто бывают с двух-, трех- и с большим числом заходов, а следовательно, и угол подъема винтовой линии может быть значительно больше угла подъема винтовой линии треугольных резьбы и достигать значений |/>40°.

При нарезании резьбы прямоугольного и трапецеидального профиля применяют стержневые резцы. Форма профиля резца должна соответствовать профилю, который получается в пересечении винтовой поверхности резьбы с передней поверхностью резца. Главная режущая кромка резца должна быть параллельной оси нарезаемой резьбы. Передний угол резца равен нулю, а задний — 6-8°.

Для обеспечения нормальных условий резания необходимо, чтобы действительный задний угол был не менее 3°. При нарезании правозаходной резьбы задний угол у левой режущей кромки резца должен быть на 2° больше угла подъема резьбы, а задний угол у правой режущей кромки — около 3°. При нарезании лево- заходной резьбы значения этих углов изменяют на противоположные.

Наиболее распространены два способа установки резца при нарезании резьбы с углом |/>4° подъема винтовой линии. При первом способе главную режущую кромку резца устанавливают параллельно оси детали (рис. 10.11,а), что позволяет нарезать резьбу, профиль которой совпадает с профилем резца. Недостатками этого способа являются неодинаковые условия работы боковых режущих кромок резца. Угол резания у правой боковой кромки резца больше 90°(-уо), что ухудшает условия резания. Для улучшения их на передней поверхности вдоль этой режущей кромки выполняют канавку (рис. 10.11,6). Угол резания у левой боковой кромки резца получается меньше 90°, что ослабляет режущую кромку, снижает ее стойкость. В результате резец приходится часто перетачивать. Кроме того, с увеличением угла подъема резьбы возрастает нагрузка на резец, он отклоняется влево и вниз, что может привести к подрезанию профиля резьбы.

40°»/>

Рис. 10.11. Способы (a-в) установки резца при нарезании резьбы с углом наклона винтовой линии у>40°.

При втором способе (рис. 10.11,в) главную режущую кромку резца устанавливают перпендикулярно винтовой линии, т.е. боковым поверхностям резьбовой канавки. В этом случае обе боковые режущие кромки находятся в одинаковых более благоприятных условиях работы. Недостатком этого способа является искажение профиля резьбы, которое тем больше, чем больше угол подъема резьбы.

Учитывая достоинства и недостатки каждого способа, второй способ установки резца используют при черновых рабочих ходах для снятия больших припусков. При нарезании резьбы с шагом 3-4 мм, а также при чистовых рабочих ходах (с припуском 0,2-0,3 мм) применяют первый способ установки резца. Главную режущую кромку устанавливают точно на линии центров станка с помощью поворотной головки 3 (рис. 10.12). Фиксируют головку в нужном положении (по риске А относительно шкалы В) винтом 6, который навинчивают на стержень 5 головки по резьбе с крупным шагом и ввинчивают в корпус 4 резца по резьбе с мелким шагом. Такое устройство позволяет надежно закреплять головку 3 в нужном положении. Резец 1 закрепляют в головке винтом 2.

Рис. 10.12. Державка с поворотной головкой для резьбового резца

Рис. 10.13. Блок из двух резцов для нарезания трапецеидальной резьбы:

1- трапецеидальный (профильный) резец, 2 — прорезной резец

Рис. 10.14. Патроны для нарезания многозаходной резьбы:

1,2, 3 и 4 — прорези для нарезаний двух- и четырехзаходной резьбы,

Г, 2′ и 3′ — прорези для нарезания трехзаходной резьбы, 5 — поводковая часть, 6 — корпус,

7 и 8 — гайки

Иногда головку резца выполняют с прорезью, которая позволяет резцу незначительно отжиматься для повышения качества обработанной поверхности.

Трапецеидальные резьбы с шагом более 3-4 мм нарезают двумя способами. По первому способу канавочным резцом, ширина которого на 0,1-0,2 мм меньше ширины профиля резьбы, прорезают винтовую канавку с внутренним диаметром, равным внутреннему диаметру нарезаемой резьбы, а затем винтовой канавке придают форму трапеции (правым и левым резцами), ширина основания которой по наружному диаметру резьбы на 0,3-Ю,4 мм меньше требуемой. Окончательную обработку боковых поверхностей резьбы производят резцом с полным профилем. По второму способу трапецеидальным резцом прорезают профильную канавку, ширина которой по среднему диаметру резьбы на 0,3^0,4 мм меньше требуемой, а затем эту канавку прорезают прорезным резцом на глубину для получения внутреннего диаметра резьбы. Окончательную обработку боковых поверхностей резьбы производят резцом с полным профилем (рис. 10.13).

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

• Левая.
• Правая.

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. Читайте также: что такое накатка для токарного станка, для чего она нужна.

Интересное видео

Процесс нарезания резьбы на токарном станке

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.

Профили резьбы

Формы заготовок, в зависимости от вида поверхности, бывают цилиндрическими и коническими. Резьбы бывают наружные (на поверхности) и внутренние (в отверстии болванки). Вид резьбового соединения зависит от профиля резьбы.

Существуют пять видов профиля:

• треугольный;
• прямоугольный;
• трапецеидальный;
• упорный;
• круглый.

Резьба может быть однозаходной и многозаходной:

• однозаходная — формируется единой резьбовой нитью;
• многозаходная — создается двумя или более нитками, размещенными на одинаковом расстоянии одна от другой.

Основные показатели обоих типов резьбы – шаг и ход. Резьбовой шаг — дистанция меж ближайшими витками и меряется по осевой линии обрабатываемой заготовки. Ходом одной резьбовой нитки называется промежуток посреди двух пиков одного витка на рабочей поверхности изделия. Ход равен произведению резьбового шага на число заходов.

Типы и свойства резцов

Токарный резец по металлу состоит из державки и рабочей головки. Качество обработки деталей напрямую зависит от этих элементов. Державка имеет прямоугольное или квадратное сечение. С ее помощью резец фиксируется на токарном станке.

Рабочей головкой обрабатывают детали. Она составлена из различных режущих плоскостей и кромок. Угол затачивания головки обусловлена материалом, из которого изготовлена деталь.

Наружную и внутреннюю резьбу нарезают резьбонарезными резцами разных типов.

Самые используемые из них:

• стержневые;
• призматические;
• круглые.

Стержневые резцы состоят из стержня с рабочей головкой. Эти типы бывают разных профилей. Самые износостойкие — резцы, к которым припаяны твердосплавные рабочие грани. Они не нуждаются в частом точении, так как долго остаются острыми.

Призматические резцы применяют для обработки только внешней стороны болванки. Их преимущество перед стержневыми – способность обрабатывать большие поверхности. Но их следует чаще подвергать перетачиванию.

Круглые резцы используют в процессе нарезания резьбы внутренней и наружной. Эти инструменты очень удобны в работе, область использования их достаточно широка. Круглые резцы допускают многоразовое перетачивание.

По конструктивным отличиям металлорежущие инструменты делятся на несколько типов:

• прямые;
• изогнутые;
• отогнутые;
• оттянутые.

Вершина любого резьбового инструмента — скругленная головка или фаска. Профиль резьбы формируется резцом должной конфигурации. Режущими инструментами гнутой формы нарезают резьбовую нить на поверхности болванки.

Прямые резцы здесь используются редко. Резьбу внутри детали совершают изогнутыми резцами, иногда прямыми, закрепленными в специальном держателе.

Резцы разделяются по категориям:

• изготовленные из быстрорежущей легированной стали;
• с напаянными на рабочий элемент твердосплавными пластинами;
• режущие приспособления со сменными многогранными пластинами, закрепленными на головке.

По направлению следования винтовой нарезки, инструменты дифференцируют на правые и левые. При работе первыми подача идет слева направо, вторыми — подача идет влево. Правые используют чаще.

Техника нарезки на металлической детали

Винтовая поверхность, образованная резцом, называется резьбой. Она обеспечивает важные задачи — с ее помощью элементы деталей могут перемещаться относительно друг друга, сочленяются или значительно уплотняются соединения в различных механических приспособлениях.

Чтобы понять, как нарезать резьбу на токарном станке, нужно проследить за процессом нарезки — он достаточно прост и понятен. Резец закрепляют в суппорте токарного станка. Он равномерно перемещается вдоль оси вращающейся детали. Заостренная вершина инструмента прорезает на поверхности детали винтовую линию.

Чтобы правильно установить и направить режущий инструмент, используют специальный шаблон, который размещают над болванкой. Резец располагают вдоль осевой линии станка. По образующемуся просвету определяют, насколько точно проводится нарезка резьбы.

Нарезание имеет свои характерные особенности:

• процесс формирования резьбы имеет некоторые особенности;
• материал, из которого изготовлена деталь, задает передний угол резца;
• величина угла зависит от вязкости, твердости и хрупкости металла;
• плоскости резца на задних боковых углах не должны тереться о нарезанные канавки;
• внутренняя резьба нарезается в уже расточенных или просверленных отверстиях.

Под каждый обрабатываемый материал предназначены определенные металлорежущие инструменты. Для болванок из стали используют резцы, пластины которых сделаны из твердых сплавов Т15К6, Т14К8, Т15К6, Т30К4. Для чугунных заготовок используют режущие инструменты с твердосплавными пластинами ВК4, В2К, ВК6М, ВК3М.

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.

Оценка статьи:

Загрузка...