Методы резьбонарезания

Образование резьбы производится тремя методами:

1) Нарезание резьбы режущим инструментом, изготовленным из быстрорежущей стали и твердого сплава; к ним относятся резьбовые резцы и гребенки, метчики, резьбонарезные плашки, резьбонарезные самооткрывающиеся головки, резьбовые фрезы;

2) Шлифование резьбы мелкозернистыми резьбошлифовальными кругами – однониточными и многониточными;

3) Накатывание резьбы накатными роликами, плоскими накатными плашками, а также головками с узкими накатными роликами.

Резьбу можно получить путем:

а) многопроходного нарезания однониточным инструментом (рисунок 47,а) – резец стрежневой, призматический или круглый, однониточным шлифовальным кругом;

б) многопроходного нарезания многониточным инструментом (рисунок 47,б) – гребенка, круглая плашка, метчик, резьбонарезная головка, многониточный шлифовальный круг;

в) однопроходного фрезерования вращающимся инструментом (рисунок 47,в) – резьбовая однониточная фреза, вихревая головка с твердосплавными резцами;

г) фрезерования вращающейся многониточной фрезой, ширина которой больше длины нарезаемой резьбы (рисунок 47, г);

Рисунок 47- Схема получения резьбы различными инструментами.

д) накатывания резьбы широкими роликами или плашками (рисунок 47,д)

е) многопроходного накатывания резьбы узкими роликами с осевой подачей ( рисунок 47, е);

ж) однопроходного обкатывания обкаточным резцом (рисунок 47, ж).

Схема получения резьб различными инструментами часто дополняется разделением операции нарезания на черновую и чистовую. При черновом нарезании с большими сечениями среза происходит интенсивное нагревание заготовки. Поэтому целесообразно производить чистовое нарезание с меньшими сечениями среза для обеспечения точного шага и профиля резьбы. Особенно важно производить разделение нарезания на черновое и чистовое при обработке длинных резьб (например, ходовых винтов).

Нарезание резьбы многониточным инструментом за один или два прохода во всех случаях должно приводить к повышению производительности по сравнению с однониточным инструментом за несколько проходов. Однако этот вывод справедлив только при одинаковых скоростях резания.

В последнее время широко распространяется многониточное нарезание резьбы твердосплавными резцами, т.к. можно работать с высокими до 150 м/мин скоростями резания, и высокопроизводительные вихревые резьбонарезные головки.

Плашки. Плашки предназначены для нарезания цилиндрических и конических наружных резьб.

К основным конструктивным элементам круглой плашки относятся: режущая часть, калибрующая часть, число, диаметр и расположение стружечных отверстий, ширина и форма пера, наружный диаметр D, ширина плашки Н, элементы крепления (рисунок 15).

Плашки имеют две режущие части, расположенные с торцов, что увеличивает срок их службы.

Режущая часть плашки характеризуется следующими параметрами: углом в плане , длиной , формой передней и задней поверхностей, передним и задним углами, размерами и формой резьбовых участков, числом режущих кромок. Режущая часть выполняет основную работу по удалению металла из впадины резьбы. Угол и длина режущей части выбираются в зависимости от материала нарезаемой резьбы: для высокопрочных сталей ; легких и цветных металлов и соответственно. В общем случае величина выбирается в пределах .

Рисунок 15- Конструкция резьбонарезной плашки:

общий вид (а) и элементы режущей части (б).

Длина режущей части определяется по формуле:

,

где d – наружный диаметр резьбы; - внутренний диаметр резьбы болта; ; мм.

Угол в плане и длина определяют нагрузки на режущие кромки плашки, при этом выполняется соотношение

,

где - толщина среза (рисунок 15,б); z – число режущих кромок (перьев). Для стандартных плашек =0,038...0,38 мм.

Режущую часть плашек затачивают по передней (рисунок 15) и задней поверхностям. Передний угол задается на внутреннем диаметре резьбы и выбирается в пределах в зависимости от материала обрабатываемой детали: для твердой стали, серого чугуна и бронзы , для стали средней твердости, ковкого чугуна, латуни , для мягкой стали и сплавов алюминия .

Задний угол задается также на внутреннем диаметре и определяется величиной затылования

.

Длина калибрующей части плашки принимается равной , а общая длина режущей и калибрующей частей составляет . На калибрующей части плашки не затылуются и задний угол . Плашки не шлифуются по профилю, поэтому они нарезают резьбы степени точности не выше 6h, 8h, 6g, 6e, 6d.

Наружный диаметр плашки D определяется внутренним диаметром резьбы , диаметром стружечных отверстий и размером , определяющим прочность корпуса плашки (рисунок 15):

В целях уменьшения номенклатуры крепежных патронов диаметр D должен укладываться в размерный ряд по ГОСТ 9740-71 (12, 16, 20, 25, 30, 38, 95, 55, 65, 75, 90 мм).

Ширина плашки Н=(0,18-0,4)D и по размеру соответствует ряду 3, 5, 7, 9, 10, 11, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 30 и 36 мм; при этом выдерживается соотношение .

Ширина пера и ширина просвета (рисунок 15), как и размер D плашки, зависят от внутреннего диаметра резьбы плашки , причем .

Резьбовые фрезы. Для фрезерования резьбы применяются гребенчатые цилиндрические и дисковые фрезы. Гребенчатые фрезы (рисунок 16) предназначены для нарезания коротких резьб с мелким шагом и обеспечивают многократное повышение производительности по сравнению с нарезанием резьбы резцом.

По конструкции гребенчатые резьбовые фрезы бывают концевыми с коническим хвостовиком (рисунок 16,а) и насадными (рисунок 16,б)..

Диаметр фрезы D зависит от высоты зуба Н, диаметра отверстия d (для насадных), диаметра окружности впадин D₁:

;

;

,

где - высота профиля резьбы по ГОСТ; к – величина затылования; r – радиус закругления впадин зубьев; - дополнительная величина на переточку.

Диаметр отверстия d (рисунок 16, б) выбирают из условия устранения вибрации в процессе работы, а толщину фрезы назначают в пределах (0,3...0,4)d.

Для резьб с мм диаметры гребенчатых фрез находятся в пределах D=10...100 мм. Для внутренней резьбы диаметр фрезы должен быть не больше 0,85...0,9 диаметра отверстия.

Длина рабочей части фрез мм для обеспечения обработки по всей длине детали. Параметр должен быть больше на 2-3 шага длины нарезаемой резьбы.

Фрезы затачивают по передней поверхности под углом , который назначается в зависимости от материала детали: - для чугуна, бронзы, латуни и твердой стали; - для стали средней твердости и - для легких сплавов и мягких сталей. Задние углы на вершине зубьев выбираются в пределах , на боковых сторонах и обеспечиваются на операциях затылования.

Для нарезания трапецеидальных резьб с крупным шагом и большого диаметра, а также червяков применяют дисковые фрезы (рис.17).

Рисунок 17- Дисковая резьбонарезная фреза.

Ось фрезы при резьбонарезании устанавливается под углом к оси заготовки, равном углу подъема резьбы.

Диаметры фрез для трапецеидальных резьб и червяков D= 60...180 мм; диаметры отверстий под оправку d= 27...60 мм, а высота фрез находится в пределах В= 10...40 мм; число зубьев z= 34...40.

7. Конструкция плашки и резьбонарезания.