Накатывание резьбы
В промышленности получили распространение процессы накатывания резьбы, осуществляемые на резьбонакатных станках. Обработка происходит без снятия стружки. Профиль резьбы формируется за счёт перераспределения деформируемых объёмов заготовки. Поэтому накатывание наружной и раскатывание внутренней резьбы осуществляется на пластичных материалах (с твёрдостью HRC ≤ 45) в холодном состоянии и характеризуется высокой степенью отделки и точности (точность и шероховатость резьбы соответствуют шлифованию). При этом значительно повышается усталостная прочность резьбы. При этом накатывание - самый производительный метод образования резьбы.
Схемы обработки приведены на рис. 13.
Накатывание плоскими плашками. Может производиться двумя параллельно расположенными плашками (рис. 13,а).
Рис. 13. Схемы накатывания резьбы:
а – плоскими плашками; б – двумя роликами с радиальной подачей;
в – двумя параллельно расположенными роликами с тангенциальной подачей;
г - двумя повёрнутыми роликами с осевой подачей
Одна плашка 1 закреплена на ползуне, совершающем возвратно-поступательное перемещение, а другая плашка 2 неподвижна. Резьбовые нитки плашек смещены относительно друг друга на расстояние 0,5Р. Расстояние между плашками равно внутреннему диаметру накатываемой резьбы. Благодаря заборной части длиной l 1 = (3…4)· πdср заготовка сначала заклинивается, а затем прокатывается при плоскопараллельном движении; l 2 – длина сбрасывающей части. Плоские плашки не обеспечивают стабильности диаметра накатываемой резьбы, поэтому их применяют дл получения резьбы на болтах, винтах, шпильках и т.п. деталей.
Накатывание роликами. Является одним из самых точных методов обработки. Существуют различные методы накатывания роликами: с радиальным движением подачи одного или обоих роликов (рис. 13,б); с касательным (тангенциальным) движением подачи заготовок (рис. 13,в); с осевой подачей заготовок.
На рис. 13,б изображены ролики, вращающиеся с одинаковой скоростью в одном направлении, и заготовка, получающая от них вращение. Её ось располагается ниже центров роликов на 0,2…0,3 мм для предотвращения выталкивания заготовки в процессе обработки. Заготовка устанавливается на опорную линейку. Направление резьбы на роликах противоположно направлению резьбы на детали.
Для улучшения процесса и увеличения срока службы инструмента рекомендуется диаметр ролика выбирать, как можно, большим. На ролике выполнена многозаходная резьба. Число заходов определяется из условия равенства углов подъёма резьбовой нитки по формуле:
,
где Р и – шаг одного резьбового витка на ролике; Р - шаг резьбы на детали; D cр и d ср – соответственно средние диаметры резьбы на ролике и детали.
При накатывании с касательным движением подачи заготовок ролики находятся на постоянном межцентровом расстоянии друг от друга. Чтобы обеспечить продвижение заготовок с подачей через зону обработки, ролики могут иметь одинаковые диаметры, но разную частоту вращения, или различные диаметры при одинаковой частоте вращения.
Накатыванию с осевым движением подвергают заготовки большой длины. Осевая подача (до 9 м/мин) осуществляется за счёт осевой составляющей силы накатывания.
Накатывание роликовыми головками. Головки аксиального типа могут быть раскрывающимися и нераскрывающимися. В нераскрывающихся головках (рис. 14,а) используют три ролика 2, установленных на осях, вмонтированных в корпус 1. Ролики имеют заборную часть, могут свободно вращаться вокруг своих осей и наклонены к оси заготовки под углом, равным углу подъёма резьбы. При этом они по шагу смещены относительно друг друга на расстояние 1/n, где n – число роликов. По окончании накатывания головка должна быть свинчена.
У
самораскрывающихся головок в конце
обработки ролики расходятся, освобождая
заготовку. В зависимости от станка, на
котором они установлены, головки
подразделяются на вращающиеся и
невращающиеся. Вращающиеся головки
устанавливают на агрегатных станках,
а невращающиеся – на станках токарного
типа. С их помощью можно накатывать
резьбы треугольного профиля диаметром
от 4 до 52 мм с шагом 0,7…5 мм и
трапецеидальный профиль с диаметром
16…43 мм.
Рис. 14. Резьбонакатные головки
Тангенциальные головки имеют два ролика (рис. 14,б). Их применяют на токарных станках. Ролики получают вращение от обрабатываемой заготовки. Накатывание происходит до тех пор, пока оси роликов и заготовки не окажутся в одной вертикальной плоскости. Вершины резьбовых ниток одного ролика должны быть точно расположены против впадин другого ролика.
Для получения внутренней резьбы применяются также инструменты – накатники, раскатники или бесстружечные метчики. Раскатник (рис. 15) – это закалённый винт с полным профилем резьбы, снабжённый заборным конусом. В поперечном сечении рабочей части раскатник затылован по спирали Архимеда, что снижает площадь контакта инструмента с обрабатываемой поверхностью и создаёт лучшие условия для попадания смазочного материала в зону обработки. Граней может быть три-четыре.
Рис. 15. Раскатник (а) и схема образования резьбы (б)