Резьбонарезной инструмент

Винтовые поверхности или как ещё принято говорить резьбы получили обширное применение в машиностроении, судо- и авиастроении, приборостроении и других отраслях промышленности. Они предназначены для передачи движения, а также для соединения деталей между собой. Резьбой принято называть спираль, основанием которой является коническая или цилиндрическая поверхность, имеющая винтовую линию с постоянным шагом. Обработка винтовых поверхностей при помощи инструментов, производящая поверхность, т.е. поверхность резания которых представляет собой поверхность вращения, занимает важную позицию в общей массе производства деталей, имеющих винтовые поверхности. Процесс получения внутренней и наружной резьбы подразумевает обработку стержня или отверстия заготовки, при которой используются специальные инструменты, а именно: шлифовальные круги; пальцевые, дисковые и гребенчатые фрезы; ролики; резцы-летучки.

          Ниже приведены следующие признаки, по которым классифицируются резьбы:
  1.          В зависимости от эксплуатационного назначения делятся на: ходовые, крепёжные, крепёжно-уплотнительные и специальные. 
  2.          По форме профиля бывают: круглыми, упорными, прямоугольными, трапецеидальными и треугольными, которые, в свою очередь подразделяют на дюймовые, трубные и метрические.  
  3.          Согласно расположению резьбы: наружные и внутренние. 
  4.          В зависимости от формы поверхности, на которой получена резьба, делятся на: конические и цилиндрические. 
  5.          По направлению заходов: правые и левые. 
  6.          В зависимости от протяжённости шага делятся на: крупные (нормальные) и мелкие. 
  7.          По числу заходов бывают: одно- и многозаходными. 
В настоящее время известны следующие методы и способы производства изделий с винтовыми поверхностями: 

Литьё. Метод состоит в том, что в предварительно приготовленную литейную форму, внутренняя часть которой имеет вид заготовки детали, заливают расплавленный металл. Затем наполненный материал затвердевает и остывает, после чего его вынимают в виде готовой детали. Этот способ годится только для формообразования резьб из пластмасс, цветных металлов и их сплавов с отклонениями в точности.

Шлифование абразивными кругами или так называемый метод шлифования точной резьбы. Из названия ясно, что такая технологическая процедура выполняется для получения точных ходовых резьб на относительно коротких резьбовых деталях. Обрабатывающими материалами служат мелкозернистые шлифовальные одно- и многониточные круги. Сущность данного технологического процесса заключается в следующем, инструмент, который расположен к обрабатываемой заготовке под углом подъёма винтовой поверхности, при сравнительно быстром его вращении подаётся к детали, вращающейся с малой скоростью вдоль оси на величину шага резьбы, вышлифовывая соответствующую канавку на поверхности детали. Высокая чистота поверхности резьбы является существенным достоинством данного способа.

Электрохимическая и электрофизическая обработка. Данный способ подходит, как правило, для формообразования резьб из хрупких материалов, материалов, имеющих высокую твёрдость и т. д.

Обработка лезвийными инструментами. Применяется для изготовления внутренних и наружных резьб, имеющих различный профиль. Такая технология нарезания обеспечивает высокое качество обработки при относительно невысокой производительности. Этот способ универсален и обычно используется в мелкосерийном и индивидуальном производствах. В роли резьбонарезных приспособлений выступают следующие инструменты: резьбовые головки, плашки и метчики, резцы, гребёнки, дисковые и  групповые фрезы. Этот метод получения резьбы условно можно разбить на следующие подметоды:

Нарезание резьбы плашками и метчиками. Плашка есть не что иное, как единое или разрезное кольцо-гайка, имеющее продольные канавки, образующие режущие кромки. Круглые плашки, получившие обширное распространение, используются для обработки за один проход внешней резьбы диаметром до 52 мм. Получение винтовой поверхности плашками может быть выполнено вручную воротками, или на станках. Обработка резьбы плашками имеет существенный недостаток – появление погрешностей шага при сравнительно большой длине винтовой поверхности. Для формообразования внутренних резьб диаметром до 50 мм, используется простой и относительно экономичный способ – обработка метчиками. Метчиком называется стальной стержень с резьбой, разбитой на участки канавками, которые образуют режущие кромки, срезающие в процессе обработки материал, и по которым же отводится стружка. Характерным недостатком формообразования резьбы плашками и метчиками является малая производительность.

Нарезание резьбовыми гребёнками и резцами. Резьбонарезными резцами называют однониточные конструкции, имеющие профиль одной впадины резьбы. Резьбовые гребёнки – многониточные резьбовые резцы, у которых профиль аналогичен профилю обрабатываемой винтовой поверхности детали. Профили резьбы на гребёнке располагаются в ряд с расстоянием равным шагу винтовой поверхности. Эти виды инструментов применяются для получения как внешней, так и внутренней резьбы на токарно-винторезных станках. Данная технология нарезания винтовой поверхности деталей характеризуется сравнительно малой производительностью, благодаря чему она обычно используется в единичном и мелкосерийном производстве и при изготовлении калибров, точных и ходовых винтов.

Резьбофрезерование. Массово применяется для получения резьб среднего и большого диаметра на специальных станках и для обработки внутренних и наружных винтовых поверхностей на станках с ЧПУ. В качестве обрабатывающих инструментов применяются дисковые или гребенчатые фрезы, червячные фрезы, долбяки.

Дисковые фрезы обычно используют для фрезерования резьб относительно большой длины, треугольного и трапецеидального профиля, имеющих шаг более 3 мм. Они применяются для предварительного формообразования винтовых поверхностей ходовых винтов под чистовую калибровку шлифованием или резцом. Инструмент фиксируется относительно обрабатываемой заготовки под углом подъёма витков фрезеруемой резьбы. Дисковая фреза во время работы осуществляет вращательное движение и двигается вдоль оси заготовки с подачей, которая составляет длину шага резьбы за один цикл вращения заготовки. Нарезаемая деталь вращается с малой скоростью, обеспечивая круговую подачу.

Групповые резьбонарезные фрезы представляют собой совокупность дисковых фрез с длиной на два и более шага, которая превышает длину обрабатываемого участка винтовой поверхности детали, одновременно срезающих все витки резьбы. Гребенчатые фрезы используют для формообразования внутренних и наружных резьб малой длины, как правило, с треугольным профилем, шаг которых составляет 1..3 мм. В процессе обработки ось заготовки располагается параллельно оси инструмента. Заготовка и фреза осуществляют вращательное движение. При этом, инструмент с малой скоростью совершает поступательное перемещение вдоль оси, равное шагу фрезеруемой резьбы на оборот заготовки и радиальную подачу на высоту винтовой поверхности. Обработка начинается с радиального врезания, вращающейся групповой фрезы в неподвижную заготовку. По окончании врезания необходимо произвести один полный оборот заготовки.
Если сравнивать с нарезанием резцами, то уровень стабильности и производительности резьбонарезания при помощи фрез считается более высоким.

Формообразование резьб пластическим деформированием. Эта технологическая процедура может выполняться методом штамповки, т. е. выдавливанием прессом либо методом накатывания. Штампование годится, в основном для производства изделий с винтовыми поверхностями из цветных металлов и их сплавов. Для изготовления резьб на болтах, валах, шпильках, винтах и подобных деталях широкое применение получил метод накатывания резьбы. Этот технологический процесс выполняется с помощью специальных роликов, цилиндрическая поверхность которых соответствует профилю получаемой резьбы. Сущность способа состоит в том, что накатной ролик вдавливается в заготовку, и профилем своей резьбы материализует след на ней, т. е. происходит пластическая деформация, тем самым резьба приобретает не только ровную и чистую, а ещё и упрочнённую поверхность. В итоге деталь получается высокопрочной, вследствие того, что волокна металла заготовки не перерезаются, а уплотняются. Накатывание осуществляется с помощью вращающихся или постоянных резьбонакатных головок, с использованием различных смазок, например веретенного масла, сульфофрезола и т. д. Принято считать нецелесообразным накатывание резьб на деталях, сделанных из чугуна, твёрдых бронз и прочих хрупких материалов. Накатывание винтовой поверхности считается самой высокопроизводительной и качественной технологией получения резьб для крепежа.
Comments