Создание резьбы с помощью резца
Для нарезки на токарном станке применяются специальные резцы. Они бывают следующих видов:
призматические;
дисковые;
стержневые.
Их характеристики должны соответствовать ГОСТу 18876-73. Верхняя часть резца, которая непосредственно соприкасается с обрабатываемым металлом, должна в точности по своей форме соответствовать создаваемой канавке.
С помощью призматических и стержневых прорезают внешнюю резьбу. Существуют дисковые, предназначенные как для внешней, так и для внутренней резьбы. На токарном станке применяются многопрофильные резцы, которые сразу прорезают несколько канавок.
На стержневых устанавливаются резцы из твёрдых сплавов. Они долго сохраняют остроту и практически не нуждаются в проведении заточки. Если они теряют остроту, обычно производят замену режущей части. Призматические отличаются от стержневых тем, что они контактируют с металлом на значительной поверхности. При работе они быстро теряют остроту и нуждаются в периодической заточке.
Резцы могут иметь конструктивные отличия. Они могут относиться к следующим типам:
прямые;
изогнутые;
отогнутые;
оттянутые.
Прямая форма на токарном станке используется редко. Чаще всего для нарезания резьбы применяют изогнутые резцы.
Сделанные из легированной быстрорежущей стали.
Использующие напаянные твёрдосплавные пластины.
Возможно использование сменных многогранных пластин. После того, как режущая часть стачивается, может быть использована другая рабочая грань резца.
Существуют резцы, для изготовления которых применяется металлокерамика.
В первом случае обычно обрабатывают детали из стали, пластикатаке или цветных металлов. Резцы характеризуются особенно высокой прочностью и большой теплопроводностью. Однако они имеют такие недостатки: слабую износостойкость, недостаточно высокую твёрдость. Эти качества ограничивают скорость обработки деталей при создании резьбы на станке.
Резцы с твёрдосплавными режущими пластинами применяются наиболее часто. Они известны высокой твёрдости и длительным сроком работы без необходимости выполнения заточки. По сравнению с резцами из быстрорежущей стали максимальная скорость работы у них выше в 2-3 раза. Такие резцы выпускаются в широкой номенклатуре, позволяя легко выбрать подходящий для конкретной работы.
Резцы из керамометалла являются более дешёвыми. Основным их недостатком является хрупкость. Их основное применение состоит в создании мелкой резьбы на заготовках из стали и чугуна.
Резцы с режущей частью из поликристаллических алмазов или кубического нитрида бора являются высокопрочными. Их применяют для точной нарезки резьбы на заготовках из высокопрочных деталей. Основным недостатком таких инструментов является высокая стоимость. В первом случае такой инструмент применяют для обработки деталей из алюминия, меди или карбида вольфрама. Во втором — работают таким резцом на заготовках из упрочнённого чугуна или закалённой стали.
При работе резцом необходимо принимать во внимание следующие особенности:
Важное значение имеет выбор переднего угла. Его величина зависит от твёрдости обрабатываемого материала. Величина находится в пределах от 0 до 25 градусов от перпендикуляра к обрабатываемой поверхности
Для обычной стали выбирают нулевой угол, а для высоколегированной обычно требуется 5-10 градусов. Его величина зависит не только от твёрдости, но и от вязкости обрабатываемого материала
Величина находится в пределах от 0 до 25 градусов от перпендикуляра к обрабатываемой поверхности. Для обычной стали выбирают нулевой угол, а для высоколегированной обычно требуется 5-10 градусов. Его величина зависит не только от твёрдости, но и от вязкости обрабатываемого материала.
При выборе подходящего резца важно учитывать, что форма режущей кромки должна точно соответствовать профилю резьбы. Задние боковые углы должны быть достаточно узкими для того, чтобы не воздействовать на сделанную резцом канавку
При этом с обеих сторон они должны быть одинаковыми
Задние боковые углы должны быть достаточно узкими для того, чтобы не воздействовать на сделанную резцом канавку. При этом с обеих сторон они должны быть одинаковыми.
Для того, чтобы сделать нарезание внутренней резьбы, деталь предварительно сверлят и растачивают.
Выполнение нарезки происходит с высокой скоростью. Работу можно также производить на станке с ЧПУ.
Техника нарезки на металлической детали
Винтовая поверхность, образованная резцом, называется резьбой. Она обеспечивает важные задачи — с ее помощью элементы деталей могут перемещаться относительно друг друга, сочленяются или значительно уплотняются соединения в различных механических приспособлениях.
Чтобы понять, как нарезать резьбу на токарном станке, нужно проследить за процессом нарезки — он достаточно прост и понятен. Резец закрепляют в суппорте токарного станка. Он равномерно перемещается вдоль оси вращающейся детали. Заостренная вершина инструмента прорезает на поверхности детали винтовую линию.
Чтобы правильно установить и направить режущий инструмент, используют специальный шаблон, который размещают над болванкой. Резец располагают вдоль осевой линии станка. По образующемуся просвету определяют, насколько точно проводится нарезка резьбы.
Нарезание имеет свои характерные особенности:
- процесс формирования резьбы имеет некоторые особенности;
- материал, из которого изготовлена деталь, задает передний угол резца;
- величина угла зависит от вязкости, твердости и хрупкости металла;
- плоскости резца на задних боковых углах не должны тереться о нарезанные канавки;
- внутренняя резьба нарезается в уже расточенных или просверленных отверстиях.
Под каждый обрабатываемый материал предназначены определенные металлорежущие инструменты. Для болванок из стали используют резцы, пластины которых сделаны из твердых сплавов Т15К6, Т14К8, Т15К6, Т30К4. Для чугунных заготовок используют режущие инструменты с твердосплавными пластинами ВК4, В2К, ВК6М, ВК3М.
Параметры соединения
Минимальный диаметр трубной резьбы составляет 1/16″ что соответствует 7,72 мм, максимальный — 6″ или 163,8 мм. Всего существует 16 типоразмеров, в зависимости от наружного диаметра соединения который измеряется по верхним гребням. Внутренний диаметр определяется по нижним точкам в противолежащих концах гребня.
Ещё одной ведущей характеристикой является шаг нарезки, который определяется дистанцией между соседними вершинами резьбы или впадинами. Шаг является одинаковым на любом отрезке соединения и измеряется количеством витков на один технический дюйм равный 25,4 мм. Данная характеристика также зависит от высоты профиля и равна половины разницы между внутренним и наружным диаметром.
Нарезание резьбы резцами
На токарно-винторезных станках наиболее широко применяют метод нарезания наружной и внутренней резьб резцами (рис. 4.45). Резьбонарезные резцы бывают стержневые, призматические и круглые; их геометрические параметры не отличаются от геометрических параметров фасонных резцов.Резьбы треугольного профиля нарезают резцами с углом в плане при вершине ε= 60° ± 10′ для метрической резьбы и ε= 55° ± 10′ для дюймовой резьбы. Учитывая погрешности перемещения суппорта, которые могут привести к увеличению угла резьбы, иногда применяют резцы с углом ε = 59°30′. Вершина резца может быть скругленной или с фаской (в соответствии с формой впадины нарезаемой резьбы).
Резьбонарезные резцы оснащают пластинами из быстрорежущей стали и твердых сплавов. Предварительно деталь обтачивают таким образом, чтобы ее наружный диаметр был меньше наружного диаметра нарезаемой резьбы. Для метрической резьбы диаметром до 30 мм эта разница ориентировочно составляет 0,14… 0,28 мм, диаметром до 48 мм — 0,17…0,34 мм, диаметром до 80 мм — 0,2…0,4 мм. Уменьшение диаметра заготовки обусловлено тем, что при нарезании резьбы материал заготовки деформируется и в результате этого наружный диаметр резьбы увеличивается.
Нарезание резьбы в отверстии производят или сразу после сверления (если к точности резьбы не предъявляют высоких требований), или после его растачивания (для точных резьб). Диаметр отверстия (мм) под резьбу
d = d-P,
где d — наружный диаметр резьбы, мм; Р — шаг резьбы, мм.
Диаметр отверстия под резьбу должен быть несколько больше внутреннего диаметра резьбы, так как в процессе нарезания резьбы металл деформируется и в результате этого диаметр отверстия уменьшается. Поэтому результат, полученный по приведенной выше формуле, увеличивают на 0,2…0,4 мм при нарезании резьбы в вязких материалах (стали, латуни и др.) и на 0,1…0,02 мм при нарезании резьбы в хрупких материалах (чугуне, бронзе и др.).
В зависимости от требований чертежа резьба может заканчиваться канавкой для выхода резца. Внутренний диаметр канавки должен быть на 0,1 …0,3 мм меньше внутреннего диаметра резьбы, а ширина канавки (мм)
b=(2…3)P.
В процессе нарезания болтов, шпилек и некоторых других деталей при отводе резца, как правило, образуется сбег резьбы.
Для более удобного и точного нарезания резьбы на торце обрабатываемой детали выполняют уступ длиной 2…3 мм, диаметр которого равен внутреннему диаметру резьбы. По этому уступу определяют последний проход резца, после окончания нарезания резьбы уступ срезают.
Точность резьбы во многом зависит от правильной установки резца относительно линии центров. Для того чтобы установить резец по биссектрисе угла профиля резьбы перпендикулярно к оси обрабатываемой детали, используют шаблон, который устанавливают на ранее обработанной поверхности детали вдоль линии центров станка. Профиль резца совмещают с профилем шаблона и проверяют правильность установки резца по просвету. Резьбонарезные резцы следует устанавливать строго по линии центров станка.
На токарно-винторезных станках резьбу нарезают резцами за несколько проходов. После каждого прохода резец отводят в исходное положение. По нониусу ходового винта поперечного движения подачи суппорта устанавливают требуемую глубину резания и повторяют проход. При нарезании резьбы с шагом до 2 мм подача составляет 0,05…0,2 мм на один проход. Если резьбу нарезать одновременно двумя режущими кромками, то образующаяся при этом стружка спутывается и ухудшает качество поверхности резьбы. Поэтому перед рабочим проходом резец следует смещать на 0,1…0,15 мм поочередно вправо или влево, используя перемещение верхнего суппорта, в результате чего обработка ведется только одной режущей кромкой. Число черновых проходов — 3…6, а чистовых — 3.
Как нарезать на токарном?
К примеру, нарезка на токарном станке, используя резец будет выглядеть так: резец двигается вдоль оси вращающиеся детали, которая поддаётся вперёд и назад по отношению к резцу, и своей заостренной вершинкой прочерчивает линию винтового типа.
Винтовая линия отличается углом её подъёма или увеличения. Величина этого угла, перпендикулярна оси вращения, она измеряется между касательной и определяется: величиной подачи режущего инструмента, который перемещается вдоль оси, с частотой вращения детали.
Нарезание внутренней и наружной
Чтобы нарезать внутреннюю или наружную резьбу, нужно применить стержневой резец. Их изготовление отличается лишь формой резца. Для наружной, применяются прямые или отогнутые резцы.
А для внутренней изогнутые резцы или прямые. Расположение кромки резца обязательно должно совпадать профилем обрабатываемой резьбы.
Нарезание метчиками и плашками
Плашками вырезается наружная резьба. Участок детали предварительно обрабатывается. Диаметр поверхности, которая будет обработана должен быть чуть-чуть меньше наружного диаметра резьбы.
Сперва снимается фаска, соответствующая высоте профиля резьбы. Затем плашка устанавливается в патрон (плашкодержатель).
И выбирается скорость в соответствия с нужной резьбой (она указана на тыльной стороне станка).
Метчики часто используются для внутренней метрической резьбы. Как правило, на станке используется машинные метчики, это позволяет за один проход закончить деталь.
Для резьбы из твердых, вязких материалов используются комплекты из 2–3 метчиков. В комплекте из двух, правый делает 75% работы, а второй лишь доводит до нужного размера.
В комплекте из трёх метчиков, правый или черновой делает 60% работы, средний (получистовой) 30% работы, а третьи 10%.
Использование резьбонарезных головок
Для труб и болтов применяются резьбонарезные головки. Они устанавливаются в станок, затем настраивается нужный диаметр и передвигается по трубе. Они способны осуществлять работу с высокой точностью.
Универсальные головки позволяют установить гребенки от разных компаний. Также есть возможность смазки гребёнок и регулировки размеров, часто встречается ручной зажим.
Технология использования метчиков и плашек
Метчик используются в том случае, когда необходимо нарезать внутреннюю, преимущественно метрическую резьбу в отверстиях небольшого диаметра. Представляет собой стальной стержень винтовой формы с канавками для отвода стружки, расположенными в продольном направлении. Инструмент состоит из следующих частей:
- Хвостовик;
- Калибрующая часть;
- Заборная часть.
Для формирования метчиком резьбы высокого качества, используют последовательно 3 типа этого токарного инструмента, которые можно отличить по количеству размещенных на хвостовике рисок:
Скорость работы на токарном станке с установленными метчиками может быть довольно высокой. В качестве примера, для алюминиевых, чугунных и бронзовых деталей этот показатель по технологии составляет порядка 6-22 м в минуту, в то время как для других материалов – от 5 до 12 м в минуту.
Плашка предназначена для нарезания наружной резьбы. Представляет собой инструмент плоской цилиндрической формы, в центре которого находится отверстие с острыми кромками и каналами для отвода стружки. Выглядит, как подобие гайки. Калибрующая часть плашки расположена по ее середине, а заборный конус – с каждой из сторон. Инструмент на токарном станке закрепляется в плашкодержатель – специальный патрон в пиноли задней бабки. Чтобы инструмент зашел в заготовку без усилий, на торце последней снимается фаска, высота которой соответствует профилю резьбы.
Плашки могут быть разрезные или цельные. Диаметр первых подвергается регулировке в небольших пределах, что позволяет восстанавливать рабочие характеристики инструмента после его износа. Цельные же варианты используются для формирования резьбы высокой точности. В производстве применяется легированная или углеродистая сталь.
При использовании плашки на станке для токарных работ, поверхность заготовки подвергается предварительной обточке на величину необходимого диаметра резьбы, но с учетом следующих допусков:
- Для резьбы 6-10 мм допуск – 0,1-0,2 мм;
- Для 11-18 допуск 0,12 – 0,24 мм;
- Для 20-30 мм допуск 0,14-0, 28 мм.
Скорость нарезания резьбы плашкой, установленной в токарном станке, регулируется в соответствии с материалом заготовки, напрямую влияет на интенсивность износа инструмента:
- Для стали – 3-4 м в минуту;
- Для чугуна – 2-3 м в минуту;
- Для латуни – 10-15 м в минуту.
Применение резьбонарезных головок
При нарезке резьбы на токарно-винторезном станке к использованию резьбонарезных головок прибегают реже, чем к описанным выше инструментам. В роли их рабочего элемента выступают специальные гребенки нескольких типов:
- призматические;
- тангенциальные;
- круглые;
- радиальные.
Первый тип гребенок применяется для нарезания внутренней резьбы, оставшиеся три – для наружной. Особенностью инструмента является автоматическое расхождение рабочих органов при обратном ходе, что предотвращает их контакт с только что сформированными винтовыми нитями.
Резьбонарезные головки на станке применяются преимущественно в том случае, когда требуется высокоточная работа. При нарезании резьбы на длинных винтах и червяках инструмент устанавливается на суппорте станка. Наиболее популярны круглые резчики, так как они просты в обслуживании, имеют повышенную стойкость. Для нарезания внутренней резьбы на станках револьверного типа применяются исключительно призматические гребенки со специальным заходным конусом. Работа выполняется за один проход.
Для проверки состояния резьбы в процессе ее нарезания на станке применяется резьбовой шаблон – инструмент, состоящий из помещенных в кассету пластин, на которых находятся зазубрины. На плоской части шаблона указывается шаг резьбы. Для комплексного контроля используются резьбовые калибры проходного (с полным профилем резьбы) и непроходного типа (с укороченным профилем, для проверки среднего диаметра)
С ними необходимо обращаться с особой осторожностью. В противном случае возможно образование царапин и забоин на зазубренной поверхности
Диаметры нарезанной резьбы, а также ее шаг проверяются резьбовым микрометром – инструментом, оснащенным в шпинделе и пятке посадочными отверстиями, которые выполняют роль креплений для сменных вставок
Микрометр устанавливается в стойку, после чего следует его настройка по образцу-эталону. Перед проверкой резьбы детали любым из указанных инструментов, ее необходимо очистить от грязи и стружки, не извлекая из станка.
https://youtube.com/watch?v=9VQQboMTbzI
Типы и свойства резцов
Токарный резец по металлу состоит из державки и рабочей головки. Качество обработки деталей напрямую зависит от этих элементов. Державка имеет прямоугольное или квадратное сечение. С ее помощью резец фиксируется на токарном станке.
Рабочей головкой обрабатывают детали. Она составлена из различных режущих плоскостей и кромок. Угол затачивания головки обусловлена материалом, из которого изготовлена деталь.
Наружную и внутреннюю резьбу нарезают резьбонарезными резцами разных типов.
Резьбонарезные резцы
Самые используемые из них:
- стержневые;
- призматические;
- круглые.
Стержневые резцы состоят из стержня с рабочей головкой. Эти типы бывают разных профилей. Самые износостойкие — резцы, к которым припаяны твердосплавные рабочие грани. Они не нуждаются в частом точении, так как долго остаются острыми.
Призматические резцы применяют для обработки только внешней стороны болванки. Их преимущество перед стержневыми – способность обрабатывать большие поверхности. Но их следует чаще подвергать перетачиванию.
Круглые резцы используют в процессе нарезания резьбы внутренней и наружной. Эти инструменты очень удобны в работе, область использования их достаточно широка. Круглые резцы допускают многоразовое перетачивание.
Резьбовые резцы круглые
По конструктивным отличиям металлорежущие инструменты делятся на несколько типов:
- прямые;
- изогнутые;
- отогнутые;
- оттянутые.
Вершина любого резьбового инструмента — скругленная головка или фаска. Профиль резьбы формируется резцом должной конфигурации. Режущими инструментами гнутой формы нарезают резьбовую нить на поверхности болванки.
Прямые резцы здесь используются редко. Резьбу внутри детали совершают изогнутыми резцами, иногда прямыми, закрепленными в специальном держателе.
Резцы разделяются по категориям:
- изготовленные из быстрорежущей легированной стали;
- с напаянными на рабочий элемент твердосплавными пластинами;
- режущие приспособления со сменными многогранными пластинами, закрепленными на головке.
По направлению следования винтовой нарезки, инструменты дифференцируют на правые и левые. При работе первыми подача идет слева направо, вторыми — подача идет влево. Правые используют чаще.
Режем резьбу плашкой
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.
Резцы резьбовые: наружный (черт. 1), внутренний (черт. 2)
Разновидности и сферы применения метчиков
Нарезание внутренней резьбы может выполняться вручную или с использованием станков различного типа (сверлильных, токарных и др.). Рабочими инструментами, которые выполняют основную работу по нарезанию внутренней резьбы, являются машинно-ручные или машинные метчики.
На различные виды метчики делят в зависимости от целого ряда параметров. Общепринятыми считаются следующие принципы классификации метчиков.
- По способу приведения во вращение различают машинно-ручные и машинные метчики, при помощи которых осуществляется нарезка внутренней резьбы. Машинно-ручные метчики, оснащенные квадратным хвостовиком, используют в комплекте со специальным приспособлением с двумя ручками (это так называемый вороток, держатель метчиков). При помощи такого приспособления метчик приводится во вращение и нарезает резьбу. Нарезка резьбы метчиком машинного типа осуществляется на металлорежущих станках различного типа, в патроне которых такой инструмент и фиксируется.
- По способу, которым нарезают внутреннюю резьбу, различают универсальные (проходные) и комплектные метчики. Рабочая часть первых разделена на несколько участков, каждый из которых отличается от остальных своими геометрическими параметрами. Участок рабочей части, который первым начинает взаимодействовать с обрабатываемой поверхностью, выполняет черновую обработку, второй – промежуточную, а третий, расположенный ближе к хвостовику, – чистовую. Для нарезки резьбы комплектными метчиками требуется использование нескольких инструментов. Так, если комплект состоит из трех метчиков, то первый из них предназначен для выполнения черновой обработки, второй – для промежуточной, третий – для финишной. Как правило, комплект метчиков для нарезания резьбы определенного диаметра включает в себя три инструмента, но в отдельных случаях, когда обработке подвергаются изделия, изготовленные из особо твердого материала, могут использоваться наборы, состоящие из пяти инструментов.
- По типу отверстия, на внутренней поверхности которого необходимо нарезать резьбу, различают метчики для сквозных и глухих отверстий. Инструмент для обработки сквозных отверстий характеризуется удлиненным конусным кончиком (заходом), который плавно переходит в рабочую часть. Такую конструкцию чаще всего имеют метчики универсального типа. Процесс нарезания внутренней резьбы в глухих отверстиях осуществляется метчиками, конусный кончик которых срезан и выполняет функцию простейшей фрезы. Такая конструкция метчика позволяет нарезать с его помощью резьбу на всю глубину глухого отверстия. Для нарезания резьбы данного типа, как правило, используется комплект метчиков, приводимых во вращение вручную, при помощи воротка.
- По конструкции рабочей части метчики могут быть с прямыми, винтовыми или укороченными стружкоотводящими канавками. Следует иметь в виду, что использовать метчики с канавками различного типа можно для нарезания резьбы в изделиях из относительно мягких материалов – углеродистых, низколегированных стальных сплавов и др. Если же резьбу необходимо нарезать в деталях, изготовленных из очень твердых или вязких материалов (нержавеющих, жаропрочных сталей и др.), то для этих целей используют метчики, режущие элементы которых располагаются в шахматном порядке.
Хороший метчик сделан из качественной инструментальной стали, выглядит аккуратно и имеет ровно проточенные витки и канавки
Метчики, как правило, применяются для нарезания метрической резьбы, но есть инструменты, с помощью которых нарезают трубную и дюймовую внутреннюю резьбу. Кроме того, различаются метчики и по форме своей рабочей поверхности, которая может быть цилиндрической или конической.
Типы и свойства резцов
Токарный резец по металлу состоит из державки и рабочей головки. Качество обработки деталей напрямую зависит от этих элементов. Державка имеет прямоугольное или квадратное сечение. С ее помощью резец фиксируется на токарном станке.
Рабочей головкой обрабатывают детали. Она составлена из различных режущих плоскостей и кромок. Угол затачивания головки обусловлена материалом, из которого изготовлена деталь.
Наружную и внутреннюю резьбу нарезают резьбонарезными резцами разных типов.
Резьбонарезные резцы
Самые используемые из них:
- стержневые;
- призматические;
- круглые.
Стержневые резцы состоят из стержня с рабочей головкой. Эти типы бывают разных профилей. Самые износостойкие — резцы, к которым припаяны твердосплавные рабочие грани. Они не нуждаются в частом точении, так как долго остаются острыми.
Призматические резцы применяют для обработки только внешней стороны болванки. Их преимущество перед стержневыми – способность обрабатывать большие поверхности. Но их следует чаще подвергать перетачиванию.
Круглые резцы используют в процессе нарезания резьбы внутренней и наружной. Эти инструменты очень удобны в работе, область использования их достаточно широка. Круглые резцы допускают многоразовое перетачивание.
Резьбовые резцы круглые
По конструктивным отличиям металлорежущие инструменты делятся на несколько типов:
- прямые;
- изогнутые;
- отогнутые;
- оттянутые.
Вершина любого резьбового инструмента — скругленная головка или фаска. Профиль резьбы формируется резцом должной конфигурации. Режущими инструментами гнутой формы нарезают резьбовую нить на поверхности болванки.
Прямые резцы здесь используются редко. Резьбу внутри детали совершают изогнутыми резцами, иногда прямыми, закрепленными в специальном держателе.
Резцы разделяются по категориям:
- изготовленные из быстрорежущей легированной стали;
- с напаянными на рабочий элемент твердосплавными пластинами;
- режущие приспособления со сменными многогранными пластинами, закрепленными на головке.
По направлению следования винтовой нарезки, инструменты дифференцируют на правые и левые. При работе первыми подача идет слева направо, вторыми — подача идет влево. Правые используют чаще.
Режем резьбу плашкой
