Нарізання різьблення на токарному верстаті

Нарізання різьблення на токарному верстаті

Нарізання різьблення за допомогою токарного верстата має незаперечну перевагу: пропускна здатність сервісного центру, на якому практикується ця послуга, зростає в 10 і більше разів. Верстат до того ж допускає на порядок менше помилок, ніж робочий.

Типи різьблення

Заготовки для різьблення використовуються у вигляді циліндрів і конусних (конічних) складових. У свою чергу, різьблення нарізається у вигляді зовнішньої гвинтової (спіральної) канавки або як внутрішня. Будова різьбового стику визначається її профілем. На практиці застосовується кілька профільних типів:


  • трикутний;
  • прямокутний;
  • трапецеїдальний;
  • упираючий;
  • заокруглений.

У свою чергу, різьбові канавки виготовляються в один або кілька заходів. У першому випадку спіральна канавка представлена в єдиному виконанні: тільки її витки примикають один до одного, інші (супутні) не використовуються. Крок різьблення - відстань між центральними кромками (поглибленнями) сусідніх по відношенню один до одного витків. Хід різьбової канавки визначається при множенні різьбового кроку на число витків або заходження декількох канавок (якщо використовується не одна, а більше).

Визначившись з типажем різьбового з'єднання, вибирають відповідні різці. Такий інструмент - це поєднання хвостовика і робочої частини. Рівень якості гвинтової нарізки визначається виконанням даних складових. Хвостовик володіє в основному квадратним або правильним багатогранним поперечним розрізом, що забезпечує його центровку. Без хвостовика закріпити різак у затисканому патроні важко. Робоча частина нарізає гвинтову канавку. Вона включає в себе ріжучі площини і гострі кромки. Кут заточки різця визначається сплавом, з якого виконана деталь. Переважно нарізають сталеві та кольоровнометалічні деталі. Вибравши тип різака, приступають до технологічного процесу.

Способи нарізки

Пересуваючись осі обертання, різак залишає за собою гвинтову канавку на заготівлі. Однією з її головних характеристик є кут підйому (зростання). Кут між уявною віссю, що проходить через гвинтову канавку, і площиною, перпендикулярної осі обертання заготовки, обчислюється відповідно до значення подачі різака і частотою обертів приводу (редуктора). Величина кроку різьблення заміряється при русі по осі нарізної заготовки.

У підсумку різчик-виконавець отримає ту нарізку, яку замовляв клієнт. При нарізанні декількох канавок (заходів) всі вони розташовуються у вигляді рівномірних спіральних поглиблень. Приклад нарізки багатозахідної різьблення - ПЕТ пляшки і відповідні їм поліетиленові кришки, наприклад, для соняшникової олії. Відмінність кришок для пляшок від шпилок і гайок у тому, що в першому випадку різьблення коротке, не містить більше одного витка.

Хід різьблення при однозахідній канавці еквівалентний її кроку, а у багатозахідної різьблення він залежить від кількості узгоджених, але незалежних витків. Виготовлення різців для одно- і багатозахідної різьблення регламентовано нормативами ДЕСТу 18876-1973. Цей же ГОСТ наказує нарізку метричної, а не дюймової різьби. Згідно з цими нормами, різці випускають у вигляді призматичних, стрижневих і круглих різаків.

Зовнішня різьблення ріжеться за допомогою відігнутого різака, а внутрішня - за допомогою спрямованих і вигнутих різанин, що закріплюються в робочій оправі. Верхівка різака ідентична профілю гвинтової канавки, яку вона залишає за собою. Призматичні різаки розділяються на одно- і багатопрофільні.


Дисковий, крім цих же двох різновидів, випускається ще й як окремий інструмент для внутрішньої різьбової канавки.

Різцями

Це виконання, своєю чергою, враховує такі параметри: Передній кут різака визначається параметрами матеріалу, з якого спрацьована деталь. Значення кута дорівнює від 0 до 250 градусів. Коли канавка виконується за допомогою верстатного обладнання на деталях з простих середньо- або низьковуглецевих сталевих сплавів, кут спереду дорівнює нулю. Чим більше сталь насичена легуючими присадками, тим більший кут вибирається, але, як правило, він не може бути більше 100 градусів.

Підвищення ударної в'язкості сталевого сплаву змушує підвищити, збільшення твердості і крихкості, навпаки, зменшити це значення. Якщо залишити кут для крихких сплавів помітно великим нуля, то на деталі з'являться сколи і тріщини. Недопустимо використовувати різанину, який хоч трохи відрізняється за профілем ріжучих кромок від тієї канавки, яка вам знадобиться надалі.

Кути ззаду і з боків різака беруться такими, щоб ріжучі зубці і виступи не стиралися про внутрішність щойно отриманої гвинтової канавки. Незважаючи на те, що в якості робочого матеріалу застосовується переможе або швидкоякісна сталь особливої твердості, стирання ріжучих гострих кромок поступово призведе до їх підтуплення, і різак виявиться зіпсованим.

Значення цих кутів виставляють з обох сторін по одній і тій же величині. У випадку, коли кут підйому, від якого залежить справний стан різьблення, вибрано менше 4 градусів, то задньобокові кути слід виставити на значення від 3 до 50. При вугіллі, яке більше 4 градусів, ці ж відповідні йому кути зупиняться на величині від 6 до 8 градусів.

Внутрішню різьбову канавку прорізають у заздалегідь просвічених крізь деталь отворах. Альтернативний варіант отримання отворів - розточування. Деталі, спрацьовані зі сталі, допрацьовуються на верстаті з твердосплавними вставками, виготовленими на основі сталей T15K6, T14K8, T15K6 або T30K4. У разі нарізки різьблення на чавунній заготівлі використовують інші твердосплавні різаки: зі сплавів VK4, V2K, VK6M і VK3M.

Плашками і мітками

Метчики і плашки - це гайкового і гвинтового типу інструменти, внутрішня поверхня з різьбою біля яких поділена на сектори, рівновіддалені від центральної осі інструменту. Сусідні секції відстоять один від одного на одній і тій же відстані. Токарний верстат передбачає в основному нарізання метричної різьблення. Самі різаки також не відрізняються великим значенням діаметра заготовок, на які вони розраховані. У разі застосування різанин, розрахованих на машинний, а не ручний хід, сеанс нарізки здійснюється в один прийом.


Відмінність машинних метчиків від простих ручних полягає в наявності на них забираючої і калібрувальної робочих зон. Якщо при нарізці різьблення застосовуються звичайні різанини, то без наявності інструментів майстру, що доповнюють процес, не обійтися. У цьому випадку перший інструмент ріже різьблення начерно, справляючись з 60 відсотками навантаження, другий же доводить це виконання до 90%, останній завершує нарізання канавок.

Поєднання це може змінитися: чорнова нарізка проводиться на три чверті всього обсягу робіт (навантаження), завершальна - на останню чверть. У чорнового різака зона, що забирає, помітно довша, ніж у чистового.

Пропускна здатність верстата для нарізання різьблення варіюється в наступних значеннях: до 12 м гвинтової канавки (а не довжини нарізаного каналу або шпильки) в хвилину для сталевих заготовок і до 25 - для чавуну і всілякого кольору.

Для плашок діаметр заготівлі відрізняється лише на невеликі значення від ідеального:

  • 0,14-0,28 мм - для майбутньої різьблення діаметром в 20-30 мм;
  • 0,12-0,24 мм - для діаметра заготівлі з різьбою, рівною 11-18 мм;
  • 0,1-0,2 мм - для заготовок діаметром у 6-10 мм.

Плашки встановлюються в спеціальний власник, розташований в патроні шпиндельного приводу агрегату. Швидкість роботи при цьому складе:


  • 10-15 м на хвилину - для цветмету;
  • 2-3 м на хвилину - для чавуну;
  • 3-4 м на хвилину - для сталевих деталей.

Для безперешкодної посадки плашки на заготівлю кінець нарізаної шпильки підточується на висоту не більше ніж в один виток майбутньої різьблення. Підточка повинна бути рівномірною з усіх боків, в ідеалі це також робиться на токарному верстаті.

Різьбонарезною головкою

Нарізка різьблення за допомогою різьбонарезної головки проводиться значно рідше, ніж з використанням плашок і метчиків. Тип різьбової канавки значення не має. Робочою зоною головки є гребінчаста складова. Призмовидні гребінки використовуються переважно для нарізки внутрішньої різьблення, зовнішня ж канавка ріжеться радіальним, скругленим або тангенціальним інструментом. В основі принципу дії лежить розбіжність робочих компонентів на зворотному ходу. Завдяки цій особливості контакт з прорізаною канавкою повністю виключений. Гребінкове приладдя для прорізання внутрішньої різьбової канавки спрацьовано у вигляді елемента, що містить прохідний конус. Прорізаючи зовнішню різьбу, використовують гребінкові компоненти округлого виконання, що є простими у виконанні елементами.

Округлі гребінки допускають перевиконку з метою приведення їх характеристик до початкових значень, від яких вони могли відхилитися при повторюваних циклах робіт. При нарізці різьблення за допомогою токарного верстата, використовуючи як заготовки черв'якові або гвинтові елементи, помітно більші за довжиною, ніж спочатку передбачалося, майстер встановлює різьбонарезні комплектуючі на суппортовій установці токарного механізму, що дає йому можливість вийти на виконання замовлень більшого обсягу.

Різьбові головки доукомплектовуються простими різаками або елементами чашеобразного виконання.

Поширені помилки

При накатці різьблення на токарному верстаті, незалежно від того, ліва вона чи права, а також при використанні станкового агрегату ЧПУ використовується шаблонний засіб, завдяки якому вдається поставити цей процес на широкий потік. Плоска складова шаблонного компонента визначає крок різьбової канавки. Щоб отримати найбільш повний контроль над нарізкою, застосовуються калібровані компоненти прохідного і непрохідного типів. Перші припускають профіль зі стандартною протяжністю, другі - вкорочений, що дозволяє впевнитися у відповідності середнього діаметра деталі, що обробляється. Якщо з ними поводитися неакуратно, то недбала робота призведе до утворення дефектів на шершавій поверхні.


Після сеансу обробки деталі (арматури, трубної заготовки) перевірте діаметр за допомогою різьбового мікрометра. Налаштовувати цей інструмент слід за еталонним зразком для забезпечення точності перевірки. Перш ніж перевірити, чи відповідає різьблення заявленому діаметру, очистіть тільки що прокреслену інструментом канавку від стружки і бруду.

Обов'язково використовуйте індустріальну або моторну олію. Не застосовуйте інструмент насуху: перегрів плашки, метчика або різьбоголовки викличе псування використовуваного різака. Навіть переможні та з алмазною крихтою інструменти псуються при виділенні спеки від 900 градусів.

Про те, як нарізати різьблення на токарному верстаті, дивіться у наступному відео.

Пабліш Чарт