Нарезание наружной резьбы

Наружную резьбу нарезают плашками различных конструкций, резьбонарезными головками (с раздвигающимися плашками), резьбовыми резцами, гребенками, дисковыми и групповыми резьбовыми фрезами, шлифовальными кругами, а также накатыванием.

Круглыми плашками нарезают резьбы невысокой точности, так как у этих плашек профиль резьбовой нитки не шлифуют.

В некоторых случаях применяют плашки особо высокой точности изготовления, у которых режущие кромки, притирая, доводят до высокой точности. Такими плашками можно нарезать и калибровать точные резьбы. Однако этот способ нарезания резьбы неэкономичен и применяется редко.

Круглые плашки используют главным образом для нарезания резьб на заготовках из цветных металлов, а также для нарезания резьб малых диаметров (менее 3 мм) на заготовках из сталей. Их изготовляют разрезными, или регулируемыми по диаметру, и неразрезными. Неразрезные плашки более надежны и обеспечивают получение более правильной и чистой резьбы, чем разрезные.

При нарезании резьбы на заготовках из вязких металлов происходит «поднятие нитки» (вспучивание металла), т. е. наружный диаметр резьбы получает некоторое приращение по сравнению с первоначальным диаметром стержня перед нарезанием резьбы. Поэтому диаметр стержня из таких материалов под нарезаемую резьбу делают на 0,1…0,2 мм меньше наружного диаметра резьбы. Это надо учитывать и при нарезании внутренней резьбы.

При нарезании резьбы круглыми плашками на станках их вставляют в самовыключающиеся от упора патроны. Плашку закрепляют в патроне тремя упорными винтами. Патрон подают на нарезаемый стержень вручную до тех пор, пока нарезаемая резьба не захватит и не поведет плашку, после чего происходит самозатягивание.

Для нарезания резьбы на револьверных станках и автоматах применяют разновидность круглых плашек — трубчатые плашки (рис. 167), которые работают значительно лучше обычных круглых плашек благодаря свободному удалению стружки, удобству заточки режущих кромок, надежному центрированию плашки в патроне и возможности регулирования размера с помощью стягивающего кольца.

Нарезание наружной резьбы на сверлильных, револьверных, болторезных станках и автоматах резьбонарезными (винторезными) головками является более совершенным, производительным и точным способом. В зависимости от расположения гребенок различают следующие типы резьбонарезных головок: с радиальным расположением гребенок для точных резьб (рис. 168, α), с тангенциальным расположением гребенок для менее точных резьб (рис. 168, б). По конструкции гребенок резьбонарезные головки могут быть плоскими (призматическими; рис. 168, а, б) и с круглыми (дисковыми; рис. 168, в) гребенками.

Для повышения производительности резьбонарезные головки изготовляют самооткрывающимися: у этих головок в конце процесса нарезания режущий инструмент выходит из зацепления с резьбой без вывинчивания головки и быстро возвращается в исходное положение.

На рис. 169 приведены наиболее распространенные типы самооткрывающихся резьбонарезных головок для нарезания наружной резьбы: головка с радиальным расположением гребенок (рис. 169, α, б), головка с плоскими гребенками, расположенными тангенциально (по касательной) к нарезаемой поверхности резьбы (рис. 169, в).

Резьбовые резцы и гребенки применяют при нарезании особо точных наружных резьб, например, для резьбовых калибров, особо ответственных резьб в отдельных деталях, а также при чистовом нарезании точных ходовых трапецеидальных и прямоугольных резьб. Применяют стержневые, призматические, а также круглые резьбовые резцы.

Профиль резьбового резца представляет собой профиль впадины нарезаемой резьбы. Резцы нужно устанавливать на линии центров. При чистовом нарезании передний угол резцов принимают равным нулю, что обеспечивает точность профиля, а при черновом — 5…20° для облегчения резания, причем для твердых сталей берут меньшие значения углов, а для вязких сталей — большие значения.

Нарезание резьбовыми резцами является малопроизводительной операцией, так как для полного нарезания ниток необходимо сделать большое число рабочих ходов. В особенности мала производительность нарезания резьбы резцами в упор, так как в этом случае частота вращения должна быть не более 50 об/мин.

Резьбонарезные гребенки представляют собой как бы несколько резьбовых резцов (от 2 до 8), соединенных вместе в ряд. Гребенки имеют режущую, или приемную, часть со срезанными зубьями (обычно 1…3 зуба) и направляющую часть— остальные зубья. Благодаря наличию нескольких зубьев гребенка не требует большого числа ходов, как резьбовой резец, и, следовательно, обеспечивает большую производительность. Гребенки изготовляют плоскими (призматическими) и круглыми.

Эффективным способом, повышающим производительность резьбонарезания является нарезание резьб вращающимися резцами, так называемое вихревое нарезание резьбы. Этот способ заключается в следующем: обрабатываемая заготовка вращается с частотой вращения 30… 300 об/мин (в зависимости от обрабатываемого материала, диаметра и шага резьбы), а один из резцов, закрепленных в резцовой головке, вращающейся с частотой вращения 1000…3000 об/мин, периодически (один раз за каждый оборот головки) приходит в соприкосновение с обрабатываемой поверхностью. Резцовая головка размещена на шпинделе, расположенном эксцентрично по отношению к оси обрабатываемой заготовки (рис. 170). В головках закрепляют один, два или четыре резца. Этим способом можно нарезать как наружные, так и внутренние резьбы диаметром более 50 мм, 7-го квалитета точности, с шероховатостью поверхности Rα=2,5…1,6 мкм. При применении резцов, оснащенных пластинками Т15К6, скорость резания достигает 400 м/мин.

Шлифование резьбы абразивными кругами на резьбошлифовальных станках применяют для обработки метчиков, резьбовых фрез, резьбовых калибров, накатных роликов и т. п. В настоящее время в практике производства преимущественно применяют два основных способа шлифования резьбы.

1. Шлифование однониточным шлифовальным кругом, профилированным в соответствии с профилем одной впадины резьбы. Режим обработки характеризуется определенным соотношением глубины резания и окружной скорости обрабатываемой детали. При большой глубине резания и малой скорости можно шлифовать резьбу с небольшим шагом «из целого», т. е. без предварительного прорезывания. Этот метод позволяет получить резьбу очень высокой точности, например, с погрешностью по половине угла профиля резьбы в пределах ±3′.
2. Шлифование резьбы многониточным кругом с кольцевыми нитками. Этот способ позволяет шлифовать короткие резьбы (длина которых меньше ширины круга) способом врезания: круг получает поперечную подачу на высоту витка при медленном вращении заготовки, после чего последняя совершает один полный оборот (перемещается вдоль своей оси на один шаг). Этого достаточно, чтобы прошлифовать всю резьбу по заготовке. Описанный способ отличается высокой производительностью и позволяет шлифовать резьбы с мелким шагом «из целого» (без предварительного прорезывания), но точность резьбы, достигаемая при этом, ниже, чем при работе однониточным кругом, — погрешность по половине угла профиля составляет ±6′. Резьбы большей длины шлифуют при продольной подаче круга.

Применяют также способ бесцентрового шлифования резьбы на бесцентрово-шлифовальном станке, оснащенном дополнительными специальными устройствами. Здесь также используют многониточный шлифовальный круг. Точность резьбы, полученная бесцентровым шлифованием, ниже, чем точность, достигаемая другими методами, но вполне достаточна для обычных деталей. Высокая производительность способа делает его применение целесообразным в массовом производстве резьбовых деталей, не требующих высокой точности.