Четверг, 28 Июль 2016 14:17

Изготовление резьбы

Автор 
Оцените материал
(8 голосов)

Проанализировав способы получения  резьбы разными производителям позволяет повысить эффективность и рентабельность нарезки резьбы в отверстиях. В этой статье я постарался представить плюсы и минусы различных методов получения резьбы:

1. Нарезание внутренней резьбы метчиками.

2. Нарезание наружной резьбы плашками

2. Фрезерование резьбы,

3. Точение резьбы,

4. Шлифование внутренней резьбы.

 резьба

 

Получение получения внутренней резьбы с помощью метчика

Использование метчиков это эффективная, а также очень распространенная практика на производстве. Получение резьбы метчиками–это распространенный способ, по причине своей малой затратности.

Получение резьбы при помощи  метчика – это процесс снятия материала с заготовки режущими кромками, равноудаленными на определенное расстоянии друг от друга.

Наружная резьба

Минусы нарезания внутренней резьбы метчиками

1. При получении резьбы метчиками нет возможности использовать многопроходность обработки и резьбы получаете сразу же, отсутствует возможность корректировки при резании. По этой же причине процесс получения резьбы очень сложный, т.к. нужно отводить всю стружку за один проход резания (это очень актуально при обработке мягких материалов со сливной стружкой, забивающей стружечные канавки).

2. При процессе получение резьбы в отверстиях большего диаметра мощности для вращения метчика у станка может не хватать, что предъявляет дополнительные требования к оборудованию. Например, тяжело нарезать резьбу в диаметрах больше 18 мм.

3. При процессе получения резьбы в отверстиях малого диаметра (меньше 4 мм) стружечные канавки метчика забиваются стружкой и просто ломаются.

4. Чтобы уменьшить количество брака при нарезании резьбы метчиком нужно обильное охлаждения СОЖ. Это связано с тесным контактом инструмента и поверхности отверстия при процессе резания.

5. Диаметр и шаг получения резьбы являются постоянными величинами, поэтому одним метчиком можно нарезать резьбы только одного размера.

 

Каждый метчик разработан под конкретную резьбу, для которой выбираются

диаметр заборной метчика,

калибрующая часть метчика,

шаг резьбы метчика.

 

Плюсы получения внутренней резьбы с помощью метчика

1. Метчики пригодны для обработки резанием любого материала не превышающих твердость 65 HRC.

2. Есть метчики со специальной канавкой для разного вида обрабатываемого материала (например метчики OSG)

3. Большая глубина нарезания резьбы (более 3 диаметров отверстия).

 геометрия метчика

Нарезание наружной резьбы плашками

 

Внутри плашки  устанавливаются специальные накатные ролики имеющие резьбу. Металл при получении резьбы с помощью плашки выдавливается и получаемая поверхность имеется высокий класс шероховатости, а резьба —точной.

нарезание резьбы плашкой

 

Минусы нарезания наружной резьбы плашками

1. Весьма трудоемкий процесс.

2. Ручной труд, нет возможности использовать станок с ЧПУ.

 

Плюсы нарезания наружной резьбы плашками

1. Высокая точность обработки.

2. Низкая шероховатость получаемой поверхности.

В целом можно сказать, что получение наружной резьбы с помощью плашки это оптимальный выход для мелкосерийного производства.

 

 

Получение резьбы метчиками-накатниками

 

Метчики-раскатники применяются для получения внутренней резьбы с глубиной до четырёх диаметров отверстия. Особенностью этой обработки является полное отсутствие стружки, т.к. накатные метчики деформируют материал.

 

Минусы накатки внутренних резьб

1. Твердость обрабатываемой заготовки не больше 45 HRC. При накатке резьбы материал должен быть очень пластичен или иметь низкий коэффициент растяжения.

2. Нет возможности обрабатывать отверстия диаметром больше 18мм, вследствие создаваемого большого усилия при накатке. Такая обработка возможна только на специализированном станке, имеющем большую мощность крутящего момента.

3. Деформации отверстия после накатки, что делает тот процесс не пригодным для отраслей авиастроения и космической.

 

Плюсы накатки внутренних резьб

1. Полное отсутствие стружки при накатке

2. Нет вероятности поломки инструмента из-за забития инструмента стружкой

3. При сравнении с обыкновенными метчиками, метчики-раскатники имеют большую жесткостью и имеют меньшую возможность излому. Это объясняется тем, что давление при процессе резания направлено тангенциально и метчик испытывает напряжение скручивания , а при накатке давление направляется по радиусу в центр метчика, поэтому он намного надежнее.

4. Резьбы полученная методом накатывания прочнее резьбы, получаемой процессом резания. Это связано с структурой металла. Металл при накатке имеет более однородную структуру.

 

 

Резьбонарезные фрезы

 

При нарезании резьбы часто используют фрезы. Фрезой при резании нужно совершать  спиральную интерполяцию. Это позволяет получать  внутреннюю и наружную резьбу. Станки с ЧПУ изготовленные за последние 10 лет все имеют эту функцию.

 фреза для получения резьбы

Для получения резьбы фрезой используют  цельные твердосплавные фрезы специального вида. Есть два вида фрез для фрезерования резьбы:

Многовитковые – они фрезеруют резьбу на всю глубину всего за одно вращение.

Одновитковые – они фрезеруют один виток резьбы за один оборот.

Следует отметить, что большая часть продаваемых фрез являются многовитковыми.

 фрезы для резьбы

Минусы получения резьбы фрезой

1.  Глубина фрезерования фрезой не должна быть  больше 2.5 диаметров самой фрезы. Это связано с разбалансировкой из-за прерывистого резания в процессе фрезерования резьбы. При фрезеровании  на большую  глубину появляется давление на боковую поверхность режущей части фрезы. Это часто приводит к отскакиванию кромки на режущей части и поломке всей фрезы, что особенно актуально для фрез небольшого диаметра.

2. Цикл фрезерования резьбы с помощью фрезы дольше цикла получения ее с помощью  метчика.

3. Необходима управляющая программа для станка с ЧПУ, а также сам станок.

4. Высокая роль оператора станка при программировании и как следствие высок риск его ошибки. Геометрические параметры метчика постоянны, он  изготовлен по размерам изготавливаемой с помощью него резьбы. Оператор просто иногда проверяет резьбу с помощью калибров, и если эти размеры выходят за поле допуска, то оператор просто выкидывает метчик. С фрезой намного все сложнее, отсюда повышенные требования к  оператором ЧПУ.

 фрезерование резьбы

Плюсы получения резьбы фрезой

1. Обрабатывать материала можно с прочностью до 66 HRC. Одной фрезой можно обрабатывать широкий спектр материалов.

2. Одной фрезой можно обрабатывать большое количество диаметров отверстия.

3. Нижняя поверхность этого инструмента для фрезерования резьбы  плоская, поэтому ее можно использовать для получения резьбы в близко к самой нижней части глухого отверстия.

4. Нет проблем с отводом  стружки из зоны резания.

5.Широкий диапазон фрез от 1 мм.

4.  Одновитковой фрезой можно получать резьбу на глубине до 20 диаметров самой фрезы.

5. Одновитковые фрезы с удлиненным хвостовиком очень хорошо применяются  в отрасли нефтедобывающей промышленности и электроэнергетики для обработки труб. Это позволяет использовать один метчик для получения разного шага резьбы и диаметрах на большой глубине без отклонения профиля резьбы.

6. Одной фрезой можно получать правую и левую резьбу.

7. Геометрически можно совместить фрезу для фрезерования резьбы с другим режущим инструментом, например со сверлом или фрезой для получения фаски, чем часто пользуются изготовители режущего инструмента.  Этим инструментом можно одновременно нарезать резьбу и сверлить отверстие или снимать фаску.

8. Нарезание резьбы с помощью фрезы — это всегда прерывистое резание. По этой причине в не зависимости от обрабатываемого материала , всегда получается очень маленькая стружка стружка , которую легко отводить из зоны резания.

 

Поучение резьбы методом точения

 

С помощью токарной обработки можно получить  внутренние и наружние резьбы.

При таком способе получения резьбы используются

сменные однозубые и многозубые твердосплавные пластины

миниатюрный режущий инструмент по типу расточного резца.

 У многозубых твердосплавных пластин есть много режущих зубцов на каждой кромке, при этом процессе каждый зубец врезается в материал глубже предыдущего, уменьшая  количество проходов, необходимых для получения резьбы.

 резец для точения резьбы

Минусы получения резьбы токарной обработкой

1.Высокая стоимость многозубых пластин. Их выгодно использовать только при серийном и крупносерийном производстве, при мелкосерийном они не оправданно дороги.

2. У многозубых пластин нет возможности  получить наружную резьбу на заготовках имеющих фланцы. Если у детали есть фланец или выступ, то пластина не сможет приблизится вплотную последним зубом, и последние витки резьбы не будут получены.

3. Можно использовать пластины частичного или полного профиля резьбы (многозубые бывают только полнопрофильными).  При этом ключевое отличие состоит в том, что пластина с полным профилем формирует полный профиль получаемой резьбы, в который входит вершина витка резьбы. При использовании частичного профиля для получения каждого шага резьбы нужна другая  пластина.

4. У многозубых пластин острый кончик зуба и при большем шаге резьбы быстро теряет свою прочность, что часто приводит  к увеличению времени нарезания резьбы.

 

Плюсы получения резьбы токарной обработкой

1.  Пластинами с полным профилем получают очень прочную резьбу  прецизионного класса. Высокий класс резьбы получаемый этим способом связан с одновременным получением всего профиля резьбы.

2 Получения резьбы на больших диаметрах отверстий (до 50 мм). Рекорд по этому показателю составляет нарезание резьбы в отверстии с диаметром 915 мм.

2. Большая глубина нарезания резьбы до 5-6 диаметров отверстия.

3. Облегченный отвод стружки. При необходимости можно использовать нарезание резьбы от шпинделя- это значительно облегчает отвод стружки из зоны резания.

 точение резьбы

Шлифования резьбы

С помощью шлифования можно получить  высокопрецизионную резьбу с очень низким отклонением от размера и высокой повторяемостью. С помощью одного станка можно получить очень широкое количество видов резьб. Этот метод хорош для получения резьбы на калибрах и гайках для  шариковых винтовых пар.

Минусы получения резьбы методом шлифования

1. Необходим специальный станок с переменной оси вращения, при этом ход шлифовального круга должен быть согласован с углом спирали резьбы.

2. Не большая глубина шлифования резьбы.

3. Существует проблема связанная с отношением угла подъема витка к диаметру отверстия шлифования. При увеличении длины резьбы и уменьшения диаметра отверстия появляется возможность ударения державки о заготовку.

4. Высокая трудоемкость получения резьбы таким способом.

5. При обработке нужна стабильная температура обработки и как следствие требуется очень хорошее охлаждение.

шлифование резьбыПлюсы получения резьбы методом шлифования

1. Высокая точность получения резьбы.

2. Получение резьбы с высокой повторяемостью.

 

У каждого из приведенных выше способов есть свои плюсы и минусы, если остались вопросы задавайте их в комментариях. Я на них обязательно отвечу.  

Дополнительная информация

  • Заказчик: Организация
  • Статус: Выполнено
  • Срок сдачи проекта после оплаты аванса: 01.10.2015
  • ЦЕЛЬ ПРОЕКТА: Расскажите про разные методы получения резьбы
Прочитано 5043 раз Последнее изменение Пятница, 29 Июль 2016 04:29

Медиа

1 Комментарий

  • Комментировать Смирнов Антон Пятница, 06 Май 2022 06:33 написал Смирнов Антон

    Токарная обработка резьбы
    Формовочный токарный инструмент или резьбовой гребенчатый инструмент можно использовать для токарной обработки резьбы на токарном станке. Токарная резьба с формовочным токарным инструментом является распространенным методом для единичного и мелкосерийного производства резьбовой заготовки из-за ее простой структуры; Токарная резьба с резьбовым гребенчатым резцом имеет высокую производительность, но структура фрезы сложная. Он подходит только для среднего и крупномасштабного производства короткорезных заготовок со средними тонкими зубьями. Точность шага обычного токарного станка, токарного станка трапециевидной резьбой, может достигать только класса 8 ~ 9. При механической обработке резьбы на специализированном резьбовом токарном станке производительность или точность могут быть значительно улучшены.
     
    3. Фрезерование резьбы
    Фрезерование осуществляется на резьбонарезном станке с дисковым фрезерным станком или гребенчатым фрезом. Дисковый фрезерный станок в основном используется для фрезерования трапециевидных наружных резьб на заготовках, таких как винтовой стержень и червь. Гребенчатый фрезерный станок используется для фрезерования внутренней и внешней обычной резьбы и конической резьбы. Поскольку он фрезеруется с помощью фрезы с несколькими краями и длина его рабочей части больше длины обрабатываемой резьбы, заготовка может быть обработана только вращением 1,25 ~ 1,5 оборота, а производительность очень высока. Точность шага фрезерования резьбы обычно может достигать класса 8 ~ 9, а шероховатость поверхности составляет R5 ~ 0,63 мкм. Этот метод подходит для массового производства резьбовых заготовок с общей точностью или грубой обработки перед шлифованием.
     
    4. Шлифовка резьбы
    Он в основном используется для обработки прецизионных резьб закаленных заготовок на резьбовой шлифовальной машине. Его можно разделить на однолинейный шлифовальный круг и многолинейный шлифовальный круг в соответствии с формой поперечного сечения шлифовального круга. Точность шага однолинейного шлифовального круга составляет класс 5 ~ 6, а шероховатость поверхности R1,25 ~ 0,08 мкм, шлифовальный круг более удобен. Этот метод подходит для шлифования прецизионного шнека, резьбового манометра, червя, небольшой партии резьбовой заготовки и прецизионной варочной панели для шлифования лопатой. Многолинейное шлифование шлифовальным кругом подразделяется на продольный шлифовальный метод и метод резки в шлифовальном методе. Ширина шлифовального круга при продольном шлифовальном методе меньше длины шлифуемой резьбы. Резьбу можно измельчить до окончательного размера, перемещая шлифовальный круг в продольном направлении на один или несколько раз. Ширина шлифовального круга в разрезе методом шлифования больше, чем длина шлифуемой резьбы. Шлифовальный круг врезается в поверхность заготовки радиально, и заготовка может быть измельчена примерно через 1,25 оборота. Производительность высокая, но точность немного низкая, а подкормка шлифовального круга более сложная. Метод резки в шлифовке подходит для лопаты и шлифования больших количеств отводов и шлифования некоторых нитей для крепления.
     
    5. Нарезание резьбы и резьба
    Нарезание заключается в использовании определенного крутящего момента для вкручивания крана в предварительно просверленное отверстие на заготовке для обработки внутренней резьбы. Резьба заключается в вырезании наружной резьбы на стержневой (или трубной) заготовке с помощью матрицы. Точность обработки резьбы или резьбы зависит от точности крана или матрицы. Хотя существует много методов обработки внутренней и внешней резьбы, внутренние нити малого диаметра могут быть обработаны только краном. Резьба и резьба могут управляться вручную, или токарный станок, сверлильный станок, резьбонарезный станок и резьбонарезный станок.
     
    6. Прокатка резьбы
    При способе обработки изготовления заготовки производят пластическую деформацию с формовочной прокатной матрицей для получения резьбы. Прокатка резьбы обычно осуществляется на резьбонакатном станке, резьбонакатном станке или автоматическом токарном станке, оснащенном автоматическим открывающим и закрывающим резьбонакатным головом. Подходит для массового производства наружной резьбы стандартных крепежных элементов и других резьбовых соединителей. Наружный диаметр прокатной резьбы обычно составляет не более 25 мм, а длина не более 100 мм. Точность резьбы может достигать 2 класса. Диаметр используемой заготовки примерно равен диаметру шага обрабатываемой резьбы. Как правило, внутренняя резьба не может быть обработана прокаткой, но для заготовки с мягким материалом безрезовый экструзионный кран может использоваться для холодного экструдирования внутренней резьбы (максимальный диаметр может составлять около 30 мм). Принцип работы аналогичен постукиванию. При холодном экструдировании внутренней резьбы требуемый крутящий момент примерно в два раза больше, чем нарезание резьбы, а точность обработки и качество поверхности немного выше, чем нарезание резьбы.

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии