Накатывание резьбы – наиболее производительный способ образования резьбы на деталях без снятия стружки, методом пластического деформирования.
Преимущества накатывания:
1) Улучшение физико-механических свойств поверхностного слоя металла, т.к. в результате наклепа прочность резьбы повышается на 20 – 40%.
2) Экономия металла на 10 – 30%, т.к. диаметр заготовки под резьбу меньше диаметра получаемой резьбы и процесс идет без снятия стружки.
3) Точность и шероховатость поверхности резьбы соответствуют шлифованию.
4) Производительность в десятки раз выше.
Существуют следующие типы инструментов и способы накатывания резьбы:
1) Резьбонакатные ролики – для накатывания резьб по способу радиального движения подачи роликов, касательного движения подачи заготовок и с осевой подачей.
2) Резьбонакатные головки, оснащенные комплектом роликов: аксиального типа с осевой подачей, головки тангенциального типа и головки радиального типа с радиальной подачей роликов.
3) Резьбонакатные плашки плоского или сегментного типа, или выдавливающие сборные плашки.
Выбор типа инструмента и способа накатывания резьбы зависит от:
Типа резьбы;
Ее размеров, точности и длины;
Материала заготовки;
Накатывание резьбы роликами производится по следующим схемам:
1) С радиальной подачей роликов (наиболее распространен);
2) С касательной подачей заготовок;
3) С осевой подачей заготовок;
С радиальной подачей ролики вращаются синхронно. Заготовки устанавливают на опорную линейку ниже центра ролика на 0,2...0,3 мм для предотвращения ее выталкивания при накатывании.
Расстояние между роликами:
В начале накатывания
В конце накатывания
D 1 , D 2 – диаметры роликов;
d – наружный диаметр резьбы;
d 1 – внутренний диаметр резьбы;
Направление резьбы на ролике противоположно направлению резьбы на детали. Основным условием является равенство углов подъема резьбы роликов и заготовки.
Накатывание с касательной подачей заготовок производится, когда ролики имеют постоянное межосевое расстояние. Заготовка из бункера подается в сепаратор, который переносит ее в зону накатывания и удаляет после накатки. Накатывание с касательной подачей возможно двумя роликами с разными окружными скоростями или числами оборотов, или за счет диаметра роликов.
Накатывание с осевым движением подачи заготовок производится на деталях большой длины. Осевая подача осуществляется за счет составляющей силы накатывания двумя или тремя роликами. Резьбонакатные головки аксиального типа имеют конструкцию, когда на корпусе установлены ролики под углом, равным углу подъема резьбы. Они имеют заборную часть и по шагу 1/n смещены друг относительно друга (n – количество роликов). Наиболее распространены самораскрывающиеся головки.
При накатывании тангенциальными головками их применяют на станках токарной группы. Вращение роликов осуществляется под действием вращающейся заготовки. Окончание накатывания производится в одной плоскости.
Плоские резьбонакатные плашки применяют для изготовления крепежных резьб. По конструкции бывают: простые и универсальные. При накатке одна плашка неподвижна, а вторая совершает возвратно-поступательное движение. Плашки устанавливают строго параллельно, а витки резьбы смещены на 0,5 шага. Длина подвижной плашки:
l 1 - длина заборной части;
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.
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.
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.
