Накатка резьбы с использованием роликов – действенная технология. Накатывание резьбы Технические характеристики
Накатывание резьбы представляет собой процесс холодного пластического деформирования поверхностных слоев заготовки. При этом деформируемый при большом давлении металл заполняет впадины между витками резьбы инструмента и таким образом на заготовке создается резьба без снятия стружки. Этот метод нашел широкое применение, особенно в массовом и крупносерийном производствах.
К числу его достоинств относятся:
К числу недостатков относятся:
Резьбонакатные плоские плашки применяются для накатки наружных резьб различного профиля: метрических, упорных, трапецеидальных и др., а также различных видов шурупных резьб, червяков, рифлений, кольцевых и винтовых канавок на заготовках из пластичных материалов.
Плоские плашки (рис. 19, а) применяются в виде комплекта из двух плашек. Одна плашка крепится неподвижно на столе станка, а вторая связана с ползуном станка и в процессе работы совершает возвратно-поступательное движение. При ходе влево подвижная плашка захватывает заготовку, подаваемую специальным механизмом станка, и прокатывает ее по неподвижной плашке.
На поверхностях плашек, обращенных друг к другу, нанесены (фрезерованием и шлифованием) развернутые витки резьбы с углом наклона к направлению движения, равным углу подъема накатываемой резьбы τ. При настройке операции витки подвижной и неподвижной плашек смещают вдоль оси заготовки относительно друг друга на половину шага резьбы (0,5Р) так, чтобы выступы витков подвижной плашки точно попадали во впадины витков неподвижной плашки.
Рис. 19. Накатывание резьбы плоскими плашками:
а - схема накатывания; б - элементы резьбы на неподвижной плашке
Резьбонакатные ролики (рис. 20) используют для накатывания наружных резьб. Этот процесс является более совершенным по сравнению с накатываниями плоскими плашками, хотя и значительно уступает ему по производительности (60... 80 шт./мин).
Ролики обеспечивают более точную резьбу, так как работают с малыми давлениями и, кроме того, резьба на роликах вышлифовывается с высокой точностью и малой шероховатостью поверхности. Установка и регулирование роликов на размер проще и точнее, чем плашек. Благодаря постепенной радиальной подаче роликов нагрузка на витки распределяется более равномерно, поэтому можно производить накатку резьбы даже на полых заготовках, а также на заготовках из малопластичных материалов. Ролики позволяют производить накатку резьб на заготовках диаметром от 2 до 60 мм, что значительно выше, чем плашками.
Рис. 20. Накатывание резьбы круглыми плашками с радиальной подачей:
а - схема накатывания; б - развертка витка резьбы ролика
Как видно из схемы накатывания резьбы роликами (рис. 20, а), заготовка помещается между двумя роликами 1 и 2, которые в процессе накатки вращаются в одном направлении, а заготовка - в противоположном. Один из роликов (ведущий) получает вращение от привода станка и радиальную подачу по направлению к заготовке и другому ролику. В результате этого каждый ролик участвует витками своей резьбы в формировании резьбы заготовки.
Заготовка 3 устанавливается на опорную линейку 4 с напаянной твердосплавной пластиной, обеспечивающей линейке высокую износостойкость. Для того чтобы заготовку не выталкивало из контакта с роликами, ее ось располагают ниже линии центров роликов на величину 0,1...0,6 мм.
По окончании формирования резьбы подача прекращается, и при дальнейшем вращении роликов происходит калибрование резьбы.
Направление резьбы на роликах обратное накатываемой. По оси ролики смещены на полшага относительно друг друга так, что выступы витков одного ролика входят во впадины витков другого ролика. При вращении роликов осевое перемещение заготовки отсутствует. Поэтому можно накатывать резьбу на заготовках с буртиками и на конических поверхностях. Наличие осевого перемещения свидетельствует о погрешностях шага резьбы роликов, а попытки установить для заготовки упоры приводят к порче резьбы.
Накатники (раскатники) применяются для получения внутренних резьб (рис. 21). Они представляют собой стержни с нарезанной резьбой, соответствующей профилю накатываемой резьбы, с заборной и калибрующей частями и хвостовиком. Внешне они подобны метчикам, но, в отличие от них, не имеют стружечных канавок и, соответственно, режущих зубьев.
Рис. 21. Накатник для внутренней резьбы:
а - конструкция; б, в - профили продольного сечения накатника;
г - профили поперечного сечения накатника
Формирование резьбы осуществляется также методом холодного пластического деформирования, но, в отличие от роликов и плашек, при этом имеет место не трение качения, а трение скольжения, вызывающее повышенный износ инструмента. По сравнению с метчиками накатники обладают большей прочностью, обеспечивают получение точных резьб с низкой шероховатостью поверхности, повышение прочности резьбы (до 20 %). Наибольшее применение они нашли в приборостроении при накатке резьбы в пластичных материалах, в листовых заготовках из цветных металлов с длиной резьбы меньше диаметра, а также при накатке резьбы в глухих отверстиях в вязких и мягких сталях .
Резьбонакатные головки используют для накатки наружных резьб на специальном или универсальном оборудовании и даже вручную. Они представляют собой сборный инструмент, использующий в качестве рабочих элементов ролики небольших диаметров, подобно резьбонарезным головкам. Имеется большое число вариантов конструктивного исполнения резьбонакатных головок. На рис. 22 приведены два варианта таких головок: с аксиальной (осевой) подачей заготовок и тангенциальной подачей головки.
Рис. 22. Резьбонакатные головки:
а - аксиальная; б - тангенциальная
При накатке резьбы на длине (2...3)Р в начале захода используют принудительную подачу, равную шагу резьбы. Затем подачу отключают, и процесс идет с самоподачей. Принудительная подача обычно приводит к снижению стойкости роликов.
Резьбонакатные головки используют для накатки метрических, трубных и трапециевидных резьб диаметром d = 12...90 мм с шагом до Р = 10 мм. Число роликов у крупных головок может доходить до 10.
На рис. 22, б показана схема накатки резьбы с тангенциальной подачей головки, закрепленной на суппорте станка. Наибольшее применение нашли головки с двумя роликами. Они бывают как с синхронным (через зубчатую передачу), так и с несинхронным вращением роликов. Витки роликов винтовые, с направлением резьбы, обратным направлению резьбы заготовки, и с числом заходов, обеспечивающим равенство углов подъема резьбы на роликах и заготовке. Число заходов зависит от шага резьбы и находится в пределах i = 2...6. Оси роликов параллельны оси заготовки. Ширина роликов больше длины накатываемой резьбы на величину не менее одного шага. Профиль витков одного ролика смещен на Р/2 относительно профиля другого ролика.
В начальный момент ролики касаются наружной поверхности заготовки. Затем головке задается тангенциальная подача. Конец процесса накатывания резьбы наступает тогда, когда оси роликов окажутся в одной вертикальной плоскости с осью заготовки.
Резьбонакатные головки используются для накатки резьб диаметром d = 3…52 мм.
В настоящее время в промышленности широкое распространение получили процессы накатывания резьб. Процесс формообразования при накатывании происходит без снятия стружки. Он заключается в TGM, что рабочая часть накатывающего инструмента вдавливается в материал заготовки и в результате его пластического деформирования образует резьбу. Накатыванием можно получить резьбу 2-го класса точности и шероховатость поверхности 8-9-го класса. Процесс накатывания характеризуется высокой производительностью, повышенной прочностью и износостойкостью резьбы и оказывается экономичным в условиях серийного производства.
Наиболее широкое применение при массовой обработке резьб на деталях из конструкционных стилей и цветных металлов получило накатывание двумя плоскими плашками (риc. 176, а).
Комплект обычно состоит из трех роликов, устанавливаемых под углом 120°. Это обеспечивает хорошее центрирование заготовки. Ролики имеют кольцевую нарезку и свободно вращаются в корпусе плашки. Профиль витков роликов смещен один относительно другого на 1/3 шага, что необходимо для образования винтовой резьбы на заготовке. Ролики имеют заборную и калибрующие части, которые обеспечивают рациональное течение деформированного металла при накатывании резьбы с осевой подачей.
Плашки в конце рабочего хода не раскрываются и после окончания накатывания резьбы свинчиваются. Большую производительность обеспечивают резьбонакатные головки, которые выгодно отличаются от резьбонакатных плашек тем, что у них ролики в конце рабочего хода автоматически расходятся и головка выводится из соприкосновения с заготовкой без свинчивания. Накатные головки могут работать с вращением или без вращения, в зависимости от применяемого оборудования. Головки и плашки позволяют накатывать методом самозатягивания резьбу 2-го класса точности. Для получения более точных резьб необходимо применять принудительную подачу от ходового винта.
Методом накатывания можно обрабатывать также и внутренние резьбы. Для накатывания внутренних резьб большего размера применяют накатной ролик, который вводится в отверстие заготовки (рис. 178).
В процессе накатывания ролик и заготовка вращаются вокруг своих осей. Одновременно ролику сообщается радиальная подача, в результате чего ролик катится по отверстию и витки его резьбы, вдавливаясь в материал заготовки, формируют резьбу детали. При накатывании глубоких резьб инструменту сообщается осевая подача, что приводит к снижению усилий накатывания.
Накатывание внутренних резьб больших размеров производится также накатными державками и головками (рис. 179).
Рис. 179.
Кроме нарезания резьбы круглыми плашками и раздвижными клуппами, применяют резьбонакатные плашки для накатывания резьб. В данном упражнении рассматривается накатывание резьб резьбонакатными плашками типа НП1 с диапазоном диаметров резьбы 4-6 мм.
В резьбонакатную плашку НП1 можно установить следующие комплекты роликов для накатки резьбы с шагом (мм): М4 - 0,7; М5 - 0,8; М6 - 1.
Перед накатыванием резьбы следует выполнить ряд подготовительных работ.
1. Подготавливают заготовку (болты, винты, шпильки) к накатыванию резьбы:
а) проверяют диаметр заготовки, который должен соответствовать размеру, указанному в табл. 6.
Таблица 6. Диаметр заготовок под накатывание резьбы, мм
Примечание . Все размеры даны в миллиметрах.
б) снимают напильником заходную фаску на конце заготовки под углом 10° к оси, чтобы диаметр на переднем конце заходной части был равен внутреннему диаметру резьбы минус ~0,3 мм;
в) заготовку устанавливают и зажимают в тисках в вертикальном положении.
2. Резьбонакатные плашки, находящиеся в разобранном состоянии, подготавливают к работе:
а) в зависимости от диаметра и шага резьбы к плашке подбирают резьбонакатные ролики;
Рис. 195. Резьбонакатные ролики:
а - установка н закрепление роликов в корпусе плашки; б - расположение роликов в корпусе плашки; в - положение зубчатых венцов осей и зубьев колеса в корпуce плашки
б) оси роликов 1 (рис. 195) устанавливают передним торцом с буртиком на плоскость верстака;
в) эксцентрическую шейку оси роликов 2 смазывают тавотом и надевают на нее резьбонакатные ролики 3;
г) ролики (в сборе) вставляют осями в отверстия корпуса 4 в порядке восходящих номеров, обозначенных на роликах и на корпусе метками 1-3 (рис. 195, б), а с противоположной стороны корпуса (рис. 195, в) зубчатые венцы осей 5 должны быть сопряжены с зубьями зубчатого колеса 6;
д) в выточку корпуса вставляют зубчатое колесо 6 (см. рис. 195, в) так, чтобы зубчатые венцы осей 5 были сопряжены с зубьями зубчатого колеса, а выступ В был расположен между двумя регулировочными стопорными винтами 9;
е) оси роликов закрепляют (предварительно) в корпусе гайками 5 с шайбами 7 (рис. 195, а);
ж) ролики устанавливают на требуемый размер резьбы; для этого резьбовой калибр или болт устанавливают по оси плашки между тремя роликами;
з) ролики сближают так, чтобы гребни их резьбы плотно охватывали резьбу калибра (болта). Сближение выполняется двумя регулировочными стопорными винтами 9, один из них вывертывают, а другой завертывают в корпусе 4. При этом завертываемый винт 9, перемещая выступ В, одновременно поворачивает зубчатое колесо 6 и эксцентрическую шейку осей роликов 2, которые сближают резьбонакатные ролики (рис. 195, а, в).
После установки роликов на размер центральное зубчатое колесо 6 стопорят винтами 9 и окончательно зажимают оси роликов 1 гайками 8;
и) калибр (болт) вывертывают из роликов и проверяют свободное вращение на шейках осей.
3. Прием накатывания резьбы состоит в следующем:
а) на нарезаемый конец заготовки накладывают плашку, при этом заходная фаска должна войти без перекоса между тремя резьбонакатнымн роликами плашки;
б) правой рукой охватывают плашку, надавливая на нее вниз, а левой рукой поворачивают плашку по часовой стрелке, применяя метод самозатягивания (рис. 196, а). Принудительная подача плашки на заготовку производится только в начале работы - до захвата роликами;
Рис. 196. Приемы работы:
а - резьбонакатной плашкой для самозатягивания; б - резьбонакатнымн плашками
в) после самозатягивания выполняют вращение плашки с помощью рукояток (рис. 196, б) накатывая резьбу за один проход на заданную длину;
г) обратным вращением плашки свертывают ее с резьбы, протирают чистой тряпкой и провертывают качество накатки калибром-кольцом.
После выполнения задания смывают смазочный материал, протирают инструмент чистой тряпкой и кладут на место.
Накатывание резьбы - это процесс пластического деформирования материала заготовки. Накатной инструмент вдавливается в заготовку. Материал заготовки, деформируясь, заполняет впадину инструмента, формируя выступ обрабатываемой резьбы.
3.7.1 Для накатывания наружной резьбы применяют три способа: а) плоским инструментом с тангенциальной подачей - накатывание плоскими плашками; b) приводным круглым инструментом - накатывание роликами с радиальной подачей; c) неприводным круглым инструментом с тангенциальной подачей - накатывание роликами с осевой подачей.
a) Накатывание резьбы плоскими плашками
Рис. 21. 1
Резьба на плашках изготавливается с тем же профилем, что и обрабатываемая резьба, угол наклона резьбы на плашках изготавливается противоположным направлению резьбы у обрабатываемой детали. Длина плашек выбирается в зависимости от среднего диаметра резьбы по ГОСТ 2248-60. Плашки устанавливаются параллельно друг другу со сдвигом на 0,5 шага в середине плашек.
b) Накатывание резьбы цилиндрическими роликами с радиальной подачей инструмента
Рис. 22. 1
Ролики вращаются синхронно, для этого в станке предусмотрена соответствующая кинематическая связь. Один из роликов получает радиальное перемещение. На роликах изготавливается многозаходная резьба противоположного направления, но с одинаковым углом подъема с обрабатываемой деталью, поэтому
здесь d2 и D2- средние диаметры резьбы обрабатываемой детали и накатного ролика соответственно, а N и n- число заходов резьбы ролика и обрабатываемой детали.
здесь Т - длина хода резьбы у ролика
t - длина хода резьбы обрабатываемой детали.
Применяют ролики с открытым и закрытым контуром. У роликов с открытым контуром впадина резьбы не участвует в формировании вершины накатываемой резьбы, а потому не ограничивается точными размерами. У роликов с замкнутым контуром впадина резьбы формирует вершину накатываемой резьбы, и поэтому форма и размеры изготавливаются с соответствующими допусками. Ролики с замкнутым контуром применяются для изготовления резьб с посадками с натягом. Размеры роликов для накатывания метрических резьб регламентированы ГОСТ 9539-72.
c) Накатывание резьбы с осевой подачей.
Наибольшее распространение получил способ с роликами с кольцевой нарезкой. Преимущество этого способа заключается в том, что выбор роликов зависит только от шага накатываемой резьбы. В процессе работы ролики устанавливаются под углом к оси детали так, чтобы совместить направление витков нарезаемой резьбы кольцевой нарезки роликов (см. рис.).
Рис. 23. 1
Ролики со стороны входа детали в пространство накатки имеют конический заборный участок с углом 3ч50. при таком способе накатки ролики вращаются свободно под действием вращения заготовки, при этом заготовка имеет осевое перемещение на величину хода резьбы наоборот.
3.7.2 Накатывание внутренних резьб
Применяют в основном два способа получения внутренней резьбы пластическим деформированием с помощью метчиков- накатников, и с помощью самонарезающих винтов. Конструкция метчика- накатника показана на рис.
В поперечном сечении рабочая часть раскатника имеет форму многогранника со скругленными гранями. Заборная часть представляет собой коническую резьбу с полным профилем, угол 5ч100, число граней для резьб до М6-3, до М20- 6. Диаметр заготовки под накатку резьбы определяют исходя из баланса металла до раскатки и после ее
здесь d- наружный диаметр раскатника;
P- шаг резьбы;
dср- средний диаметр резьбы раскатника;
d1- внутренний диаметр резьбы.
Технические характеристики. Роликовые плашки.
Роликовые плашки JBO предназначены для деформируемых материалов с минимальной деформацией 8% и прочностью ок. 900 N/mm2.
Подготовка заготовки
Обрабатываемая заготовка должна быть ориентирована на диаметр предварительной обработки. Этот диаметр по причине различия прокатываемого материала является контрольным значением и будет, если необходимо, постепенно увеличен до той степени, пока профилю резьбы будет полностью придана законченная форма. Последующее увеличение диаметра может повредить инструмент вследствие перегрузки. Обращайте должное внимание на допуски внешнего диаметра резьбы.
Фаска заготовки должна быть после обработки 15-20°, для лучшего накатывания. Фаска и диаметр предварительной обработки должны вращаться без биения.
Канавка на конце резьбы может быть выполнена с углом а до 30°. При прямоугольной канавке происходило бы выкрашивание резьбовых роликов и поэтому прямоугольная канавка должна бы была размещена после резьбовых роликов.
| Резьба | Ø предварительной обработки Контрольное значение |
|---|---|
| M1 | 0,80 |
| M1,2 | 1,00 |
| M1,4 | 1,16 |
| M1,6 | 1,31 |
| M1,7 | 1,42 |
| M1,8 | 1,52 |
| M2 | 1,67 |
| M2,2 | 1,84 |
| M2,3 | 1,98 |
| M2,5 | 2,13 |
| M2,6 | 2,25 |
| M3 | 2,60 |
| M3,5 | 3,03 |
| M4 | 3,46 |
| M4,5 | 3,93 |
| M5 | 4,39 |
| М6 | 5,25 |
| М8 | 7,08 |
| М2,5x0,35 | 2,22 |
| M3x0,35 | 2,72 |
| М3,5х0,35 | 3,22 |
| M4x0,35 | 3,72 |
| М4х0,5 | 3,60 |
| М5х0,5 | 4,60 |
| М6х0,5 | 5,60 |
| М7х0,5 | 6,60 |
| М8х0,5 | 7,60 |
| M6x0,75 | 5,43 |
| M7x0,75 | 6,43 |
| M8x0,75 | 7,43 |
| М8х 1 | 7,25 |
| M10x1 | 8,25 |
Скорость обработки
Мы рекомендуем скорость обработки от 20 до 50 м/мин. Цветные металлы обрабатываются в верхнем диапазоне скорости резания, автоматные стали в среднем и сложно поддающиеся обработке в нижнем диапазоне. Необходимым условием является достаточное количество масла для смазки и охлаждения режущего инструмента.
Роликовые плашки JBO снабжены роликами с вальцованным профилем.
При помощи роликов с вальцованным профилем достигается более точный профиль резьбы и более высокая точность шага. Кроме того, вальцованный профиль оказывает положительное влияние на срок службы роликов (в случае материала, сложно поддающегося обработке).
Руководство по установке передвижных резьбовых роликов RSV при помощи держателя роликов RSV 2 до 10.
- Положить ролики на держатель (подставку), раскрутить гайку до той степени, пока ролик будет отцентрирован и свободно прилегает. Закрутить контргайкой.
- Внешний диаметр заготовки установить на диаметр предварительной обработки (контрольное значение), прокрутить резьбу, проверить диаметр резьбы.
- При корректировке размеров прежде установить диаметр резьбы при помощи гайки. Затем установить внешний диаметр резьбы посредством изменения диаметра предварительной обработки, при этом следовать методу указанному в пункте «Подготовка заготовки» (см. выше).
