Нарезание резьбы на токарном станке

Виды резьбовых токарных резцов и их назначения для универсальных токарных станков и станков с ЧПУ. Резьбовые токарные резцы на видео анимацие.

Особенности

КАМИ предлагает резцы для точения отверстий в металлических заготовках известной немецкой фирмы BLACKSMITH. Концерн производит свою продукцию из высококачественного сырья на прецизионных станках с ЧПУ.

Представленные в каталоге металлорежущие инструменты отличаются:

  • Типом крепления пластины

Крепление S — применяется для фиксации мелких и средних резьбовых пластин на резцах малых габаритов. Не мешает сходу стружки. Крепеж C необходим для закрепления резьбовых пластин среднего и крупного размера. Крепление резьбонарезных пластин осуществляется при помощи винтов. Они подходят к большинству стандартных державок.

  • Диаметром хвостовика (10, 12, 16, 20, 25, 32, 40 мм в зависимости от модели)
  • Исполнением (правое/левое)

К оснастке предъявляют повышенные требования. Наша компания поставляет режущее оснащение, которое прошло необходимые тестирования производителя и наш собственный контроль.

Продукция отличается:

  • качеством изготовления – оснастка производится из особо прочной инструментальной/быстрорежущей стали
  • долговечностью — на приспособлении используются сменные пластины из твердого сплава с покрытиями и стружколомами, которые не нужно перетачивать.
  • экономической эффективностью – обеспечивают точность нарезания, повышение производительности и сокращение расходов.
  • точность обработки – достигается за счет четкого позиционирования всех пластин на державке;
  • высокими показателями дробления стружки – уникальная форма стружколома обеспечивает качественный раскрой.

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.

Наружный резец

Резцы резьбовые: наружный (черт. 1), внутренний (черт. 2)

Резец внутренний

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.

Виды профиля резьбы

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. У однозаходной резьбы, сформированной одной ниткой, ход равен шагу, а для многозаходной его можно вычислить, если умножить шаг на количество заходов.

Все разновидности резьбы со схемами, параметрами и регламентирующими их ГОСТ

Все разновидности резьбы со схемами, параметрами и регламентирующими их ГОСТ

Металлорежущие станки

Back.gif   Menu.gif   For.gif

Точение

Резание резцами производится с выбранной скоростью движения подачи при определенной глубине резания и с допустимой (оптимальной) скоростью резания. Режимы резания — это совокупность указанных величин. При выборе режимов точения целесообразно использовать материалы справочника «Режимы резания металлов», а именно: «Общие указания по расчету режимов резания» (с. 7…8), условные обозначения величин, относящихся ко всем разделам справочника (с. 9…10), а также материалы, приведенные в разд. 1 «Режимы резания на токарных станках», ссылки на которые будут даны при выборе режимов резания. В карте T-1 разд. 1 на листах 1…3 подразд. «Токарные станки» изложена «Методика расчета режимов резания при обработке на одношпиндельных токарных станках» (с. 11…13).

Глубина резания t зависит от припуска на обработку и вида обработки (черновое или чистовое точение). Обработку ведут с возможно меньшим числом проходов.

Рассмотрим последовательность определения режимов резания при точении на одношпиндельных станках.

1. Определение длины рабочего хода Lp.х суппорта на рабочей подаче, мм (или каждого суппорта, если их несколько), исходя из значений L, рассчитанных для отдельных инструментов суппорта и последовательности их работы. Расчет проводим для одного резца, т.е. Lр.х = L:

L = Lp + Lп + Lд,

где Lp — длина резания, мм; Lп — длина подвода, врезания, перебега инструмента, мм; Lд — дополнительная длина хода, обусловленная особенностями наладки и конфигурации детали, мм.

2. Назначение подачи суппорта на оборот шпинделя So, мм/об, исходя из обрабатываемого материала, вида инструмента, глубины резания t, требований к качеству обработки, в том числе к шероховатости поверхности (при чистовой обработке).

Например, подача на оборот So при черновом точении проходными резцами приведена в табл. 2.1.

Затем производят уточнение подач по паспорту станка, если он содержит подачи на оборот.

Таблица 2.1. Подача на оборот So при черновом точении проходными, подрезными и расточными резцами

02.1.jpg

Примечания.

  1. Приведенные значения подач, отражающие производственный опыт, зависят от жесткости технологической системы: большие подачи назначают при большей жесткости.
  2. СМП — сменные многогранные пластины.
  3. При назначении подач необходимо учитывать следующие ограничения:
    • при прерывистом резании твердосплавными СМП Sо ≤ 0,4 мм/об;
    • величины подачи должны быть не более 0,5 радиуса при вершине твердосплавных резцов.
  4. При работе резца с СМП из режущей керамики при врезании и выходе резца целесообразно уменьшать подачи для повышения надежности работы инструмента.

3. Определение стойкости Тр инструмента, мин (или группы лимитирующих инструментов при многоинструментальной обработке) производится по табл. 2.2. Стойкость Tр инструмента, мин (лимитирующего), для которого ведется расчет скорости резания, определяется по формуле

Тр = Тмπλ,

где Тм — нормативная стойкость инструментов в минутах основного времени обработки; λ — коэффициент времени резания.

Таблица 2.2. Нормативная стойкость Тм инструментов

02.2.jpg

Коэффициент времени резания λ рассчитывается как отношение числа оборотов шпинделя за время резания для рассматриваемого инструмента к общему числу оборотов шпинделя за время рабочего цикла.

При работе одним суппортом λ = Lp/Lp.х. ,Если очевидно, что коэффициент времени резания λ > 0,7, то его можно принимать равным единице и не учитывать.

4. Расчет скорости резания v, м/мин, и частоты вращения шпинделя n, об/мин.

В данном примере расчет производят для станков с постоянной частотой вращения шпинделя в течение рабочего цикла, исходя из известных параметров: угла в плане φ, глубины резания t, подачи на оборот So и принятой стойкости инструмента Тр.

Определение исходных значений v инструментов со стойкостью Тр осуществляют по табл. 2.3).

Скорость резания v1 для сталей и чугунов определяется по формуле

v = vтабл К1K2К3,

где vтабл — скорость по таблице, м/мин; К1, К2, К3, — коэффициенты, зависящие соответственно от марки и твердости обрабатываемого материала, группы твердого сплава и стойкости инструмента Тр.

Таблица 2.3. Точение сталей
Скорость резания vтабл при точении проходными, подрезными и расточными резцами

02.3.jpg

Значения коэффициентов К1, К2, K3 приведены в той же карте. Расчет значения n, соответствующего исходному значению v, производится по формуле

n = 1000 v/(πD),

где D — диаметр заготовки, мм.

Указанное в паспорте станка значение не должно превышать меньшее из рассчитанных значений n более чем на 10…15 %. Если в паспорте станка регламентированы значения подач SM, мм/мин, то надо определить расчетное значение SM = Son и уточнить его по паспорту станка.

5. Расчет основного времени обработки То, мин, при постоянных подаче Sо и частоте вращения п шпинделя производится по формуле

Тo = Lp.x/(Son),

где Lp.x — длина рабочего хода суппорта, мм.

6. Корректирование режимов резания. В случае когда основное время Тo, рассчитанное на этапе 5, меньше основного времени, соответствующего заданной производительности, следует рассмотреть целесообразность понижения режимов резания для повышения надежности работы, улучшения технико-экономических показателей при обеспечении заданной производительности и качества; при этом исходными данными являются два значения основного времени То, рассчитанного на этапе 5 и соответствующего заданной производительности.

Таблица 2.4. Сила резания Р.табл

02.4.jpg

7. Выполнение проверочных расчетов по мощности резания состоит из двух этапов.

7.1. Сила резания определяется по формуле

Рz = Рzтаблt,

где Рzтабл — главная составляющая силы резания, кН (табл. 2.4); t — глубина резания, мм.

7.2. Мощность резания, кВт, определяется по формуле

Np = Pzv/60,

где v — скорость резания, м/мин.

Проверка мощности двигателя производится по пиковой нагрузке и нагреву.

Нарезание резьбы на токарных станках

Рассмотрим способы обработки резьб резцами и круглыми плашками.

Резцами нарезают наружные резьбы диаметром dH = 1…1000 мм, шагом Р = 0,25…100 мм, 6…8 степени точности. Наибольшая производительность обработки в серийном производстве, в том числе на станках с ЧПУ, — 5 шт./мин для резьб с минимальными диаметром, шагом и длиной не более 2dH.

Далее приводятся фрагменты карты (табл. 2.5, 2.6 и 2.7), по которым могут быть назначены режимы резания для обработки наружной резьбы резцом на деталях из конструкционных сталей.

Таблица 2.5. Определение общей глубины резания t1 и числа проходов i при точении наружных и внутренних метрических резьб на деталях из конструкционных сталей

02.5.jpg

Таблица 2.6. Радиальная подача на проход S при нарезании наружной метрической резьбы на деталях из конструкционных сталей

02.6.jpg

Таблица 2.7. Скорость резания v при резьботочении

02.7.jpg

Расчет режимов резьбообработки резцами завершается определением основного времени.

При точении резьбы основное время

Тo = Lp.хiq/(Pn),

где Lp.x — длина рабочего хода резца, мм; Р — шаг обрабатываемой резьбы, мм; п — частота вращения заготовки, об/мин, определяемая по формуле

n = 1000v/(πD),

исходя из табличной скорости v с учетом возможностей станка, определяемым по паспортным данным; i — число проходов; q — число заходов резьбы.

Круглыми плашками нарезают резьбы диаметром dH = 0,2…72 мм, шагом Р = 0,08…3 мм, 5…8-й степеней точности. Наибольшая производительность — 5 шт./мин.

Скорость резания v, стойкость инструмента Тр, крутящий момент Мкр, основное время Тo при резьбообработке круглыми плашками могут быть определены по карте РГ-1 справочника [24].

Контрольные вопросы

  1. Какие величины составляют режимы резания при обработке деталей точением?
  2. Какие способы обработки резьб применяют на токарных станках?
  3. Как выбрать режимы резания для чернового точения деталей из конструкционных сталей по приведенным таблицам?
  4. Приведите пример выбора режимов резания при резьботочении.

romb.jpg

Преимущества

На нашем портале вы можете сравнить технические характеристики токарных резьбовых резцов для нарезания внутренней резьбы и заказать товар с доставкой в ваш город, а также проконсультироваться у технического специалиста по их выбору. Сотрудник подберет оптимальное по деньгам и тех.данным решение для вашего предприятия.

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».

Параметры метрической 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.

Условные обозначения на чертежах

Инструменты для нарезки резьбы

Нарезание резьбы с использованием токарного оборудования

Формообразование на станке осуществляется методом копирования рабочего профиля инструмента на деталь по винтовой линии. Поступательное перемещение сообщается резцу, метчику, плашке, гребенке. В сочетании с вращением заготовки получается винтовое движение, инструментальная поверхность совпадает с нарезаемой.

Как правило, нарезание малых партий крепежа, фитингов до М36 производят метчиками, лерками. Крупные заказы выгоднее изготовлять на специализированных автоматах. Резьбы большого диаметра, ходовые, силовые, точные обрабатывают резцами на универсальных токарных, когда не располагают моделями с ЧПУ или программа выпуска недостаточна.

Нарезание внутренней и наружной резьбы резцом

Резьбы с высокой соосностью к другим поверхностям, передающие движение, усилие выполняют резцом. Вращение шпинделя связывают кинематически с ходовым винтом, перемещающим суппорт с резцедержателем.

Кинематическая настройка

Общий порядок действий включает:

  • Проточку поверхности по длине нарезания, с образованием канавки для выхода инструмента.
  • Выбор, при необходимости: заточку, доводку резца с проверкой по угловым шаблонам.
  • Установку режимов на станке, настройку гитары на шаг, не обеспечиваемый коробкой.

Варианты выхода резца

Перемещение резца за оборот заготовки равняется шагу Р или ходу Н для многозаходных.

  • Установку резца по шаблону.

Установка по шаблону

  •  Нарезание за выбранное по справочнику количество проходов.

Резьбонарезание партии деталей разделяют на черновое, чистовое. Для последнего инструмент тщательно затачивают. Резьбы шагом свыше 2 мм получают боковым врезанием. Левую винтовую канавку получают, переключив трензель, чтобы ходовой винт вращался в противоположную шпинделю сторону. Суппорт с резцом перемещаются слева на право.

Схемы врезания

Средние скорости при резьбонарезании стали составляют 20 – 35 м/мин быстрорежущим инструментом, 100 – 150 м/мин – твердосплавным. Чистовые хода производят при увеличенной на 50 – 100% скорости. Внутренние резьбы обрабатывают на сниженных на 30% режимах.

Использование метчиков

Распространенная марка Р6М5 позволяет нарезать заготовки твердостью до 240 НВ, метчики из инструментальных легированных сталей применяют для «сырых» деталей. Твердосплавные используют редко, так как кромки выкрашиваются от перекосов, несоосности, увеличивающих изгибающие нагрузки.

Метчик

Диапазон типичных размеров ограничен М36 – 42, G2. Большие диаметры крупного шага обрабатывают комплектом из 2, лучше 3-х метчиков. Отверстие растачивают несколько больше внутреннего диаметра гайки D1 (cм. Рис. 2), с учетом выпучивания металла из канавки. При сверлении учитывают разбивку. Рекомендуемые значения приведены в справочниках.

Существуют несколько способов обработки:

  • Зачастую гайки менее М12 нарезают, удерживая вороток руками. Строго говоря, прием – нарушение ТБ, может привести к травме. В начале завинчивания поджимают метчик центром задней бабки для направления, далее происходит самозатягивание. Останавливают, вывинчивают на реверсе.
  • Метчик устанавливают в вороток, упирают в планку, закрепленную в резцедержателе, подпирают центровой державкой или задним центром. Включают малые обороты, нарезают на самозатягивании. Для устранения биения витков рекомендуется поджимать метчик до завинчивания на половину рабочей длины, плавно выдвигая пиноль.

Нарезание с подачей суппортом

Нарезание самозатягиванием с поджимом центром

  • Применяют качающийся самовыдвижной метчикодержатель.

Варианты с установкой в пиноль

  • Крупные диаметры получают с подачей суппорта по ходовому винту, коробку настраивают на соответствующий шаг. Метчик вставляют в оправку, зажатую в резцедержателе.
    Предохранительный патрон, устанавливаемый в пиноль, исключает поломку метчика при достижении дна глухого отверстия. Ускоряет выполнение серийных операций. Метчики с шахматным расположением зуба оптимальны для вязких нержавеющих, жаропрочных сплавов. Рекомендуемые скорости резания для стали 3 – 15 м/мин, для бронзы, чугуна 4 – 22 м/мин, работают с охлаждением. Для левых гаек используют инструменты с левой нарезкой, вращение противоположное, остальное – аналогично.

Плашки для нарезки резьбы

Плашка

Варианты обработки аналогичны рассмотренным для метчиков:

  • Без включения подачи, самонавинчиванием от вращения патрона. При нарезке мелких винтов плашкодержатель удерживают руками (потенциально опасно) или опирают на зажатую державку. На первых витках держатель поджимают грибковым центром, затем –нарезка на самозатягивании. По окончании реверсируют, свинчивая лерку.

Нарезание самонавинчиванием с упором

  • Нарезание подачей суппортом, с опиранием ворота на резцедержку. Перемещение за оборот шпинделя равна шагу. Часто первые нескольких ниток нарезают вручную при выключенном станке.

Нарезание с подачей по ходовому винту

  • Применение оснастки, устанавливаемой в пиноль – более совершенный, безопасный метод.

Самоустанавливающийся плашкодержатель

Крупные типоразмеры обрабатывают, предварительно прорезав канавку на половину глубины резцом. Диаметры стержней меньше номинала на величину подъема.

Скорости резания 2 – 4 м/мин для черных металлов и до 10 м/мин – цветных. Для стали СОЖ: эмульсия, минеральное масло, сульфофрезол. Чугун обрабатывают с керосином или на сухую. Чистую поверхность получают, смазывая стержень салом.

Использование резьбонарезных головок

Резьбонарезные головки служат для высокопроизводительной обработки. Посредством конического хвостовика корпус устанавливается в задней бабке. Врезание осуществляют, выдвигая пиноль, вращая маховик, дальнейшая подача – самозатягиванием. По окончанию прохода гребенки без свинчивания радиально разводят поворотом рукоятки. Скорость резания достигает 20 м/мин.

Гребенка

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

Резьбонарезные головки

Гребенки для нарезания резьбы

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.

Мощность

Мощность, кВт, при нарезании резьбы:

резцами

image_11.gif (32)

метчиками, плашками и резьбовыми головками

image_12.gif (33)

где, nст, мин-1 – частота вращения шпинделя станка или режущего инструмента.

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.

Контроль калибрами

  • 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.

Простые средства измерения

  • Точное измерение среднего диаметра винта выполняют, используя три проволочки, микрометр или оптиметр. Погрешность последнего до 2 мкм.

Способ трех проволочек

  • Особо ответственные детали проверяют с помощью инструментальных микроскопов, позволяющих надежно определять диаметры, шаг, углы.
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...
Лазерные станки