2.2.4 Методы обработки резьбовых, шлицевых и шпоночных поверхностей Краткие сведения о резьбе

Для получения посадки резьбовых деталей с гарантиро­ванным зазором стандартом предусмотрено пять (d, e, f, g, h) основных отклонений для наружной и четыре (Т, F, G, Н) для внутренней резьб. Степени точности изготовле­ния диаметральных размеров резьбовых деталей следую­щие: наружный диаметр болта - 4, 6, 8; внутренний диаметр гайки - 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Кроме метрической резьбы треугольного профиля с углом 60° применяют резьбы специальные: трубную, дюй­мовую, упорную и т. п.

Поля допусков сгруппированы в трех классах точнос­ти (условно): точном, среднем и грубом. Точный класс (степени точности 4, 5) рекомендуют для ответственных, статически нагруженных резьбовых соединений, средний класс (степень точности 6) - для резьб общего назначе­ния и грубый (степени точности 8, 9) - при нарезании резьб на горячекатаных заготовках.

Условные обозначения: болт М12 х 1 - 6g; гайка M12 х 1 - 6Н, где М - метрическая резьба диаметром 12 мм, 1 - шаг резьбы (нормальный шаг не указывают); g, H - поля допусков соответ-ственно болта и гайки; 6 - степень точности.

Посадки резьбового соединения:

правая резьба:

левая резьба:

Нарезание резьбы лезвийным инструментом

Для нарезания резьбы лезвийным инструментом при­меняют следующие методы: резцом или гребенкой, круг­лой плашкой, метчиком, резьбовой фрезой, резьбовой го­ловкой.

Характеристика основных методов, формирующих резьбу на поверхности заготовки, приведена в таблице 3.4.

На токарных станках широко используют метод наре­зания резьбы резцами. Наружную резьбу нарезают пря­мым или отогнутым резцом, а внутреннюю - изогнутым резцом - в отверстиях малого диаметра и прямым рез­цом, установленным в оправку, - в отверстиях большого диаметра. Расположение режущих кромок резца должно соответствовать профилю нарезаемой резьбы.

Боковые задние углы затачивают так, чтобы исклю­чить трение боковых поверхностей резца о винтовую по­верхность резьбы.

Обычно угол  составляет 10... 15°. Передний угол γ равен 0...25^о в зависимости от обрабатываемого материала заготовки.

Поверхность заготовки для нарезания резьбы резцом следует точить так, чтобы ее наружный диаметр под мет­рическую резьбу был на 0,15...0,25 мм меньше наружного диаметра резьбы до 30 мм и на 0,17...0,35 мм - до 50 мм, на 0,2...0,4 мм - до 80 мм. Это делается для компенсации увеличения наружного диаметра резьбы в результате пла­стической деформации материала заготовки. Аналогич­ная ситуация возникает и при нарезании внутренней резь­бы. При нарезании резьбы резцами подача должна быть равна шагу нарезаемой резьбы. Скорость резания для быстрорежущих резцов при обработке стали лежит в пре­делах 20...35 м/мин. При нарезании резьбы на заготов­ках из чугуна скорость резания в два раза меньше.

При использовании твердосплавных резцов Т15К6 ско­рость резания достигает 100...150 м/мин (для стали). Нарезание резьбы резцами выполняют за несколько рабочих ходов. После каждого рабочего хода резец отво­дят в исходное положение. По нониусу винта поперечной подачи устанавливают требуемую глубину резания и по­вторяют рабочий ход.

Таблица 3.4 - Характеристика основных методов обработки резьбы
№	Метод обработки	Степень точности	Шероховатость, Ra, мкм
1	Резцом или гребенкой	6,4	6,3...0,8
2	Круглой плашкой	8	12,5...6,3
3	Метчиком	6,4	6,3...3,2
4	Фрезой резьбовой	6	6,3... 1,6
5	Резьбовой головкой	6,4	6,3...1,6
6	Накатной головкой	6,4	1,6...0,8
7	Роликами	6,4	0,8...0,2
8	Шлифованием	4	0,8...0,2

При нарезании резьбы с шагом до 2 мм радиальное перемещение резца составляет 0,1...0,2 мм. Для повышения качества резьбовой поверхности целесообразно перед каждым врезанием резец смещать поочередно на 0,1...0,15 мм вправо или влево осевой подачей. При этом обработка ведется только одной режущей кромкой. Число черновых рабочих ходов - 3,6, а чистовых - 3.

Для повышения производительности труда вместо од­ного резца применяют резьбовые гребенки или многорез­цовые державки.

В гребенках черновой резец имеет угол при вершине  = 90°, а чистовой -  = 60°.

Внутреннюю резьбу для избежания поломки инстру­мента часто нарезают обратным ходом. Левый резец вво­дят в канавку для выхода резца, изменяют направление вращения шпинделя и перемещения суппорта и нарезают резьбу на выход по направлению к задней бабке.

Нарезание резьбы плашками и метчиками. Для на­резания наружной резьбы на винтах, болтах, шпильках и других деталях применяют плашки. Различают плаш­ки круглые, квадратные, шестигранные и трубчатые. Диаметр предварительно обработанной точением поверх­ности должен быть несколько меньше наружного диа­метра резьбы (на 0,1...0,2 мм для резьбы до диаметра 10 мм; на 0,12...0,25 мм для резьбы до диаметра 20 мм; на 0,15...0,30 мм для резьбы до диаметра 30 мм).

Для образования захода резьбы в начале нарезаемой поверхности снимают фаску. Плашку устанавливают в плашко-держатель (рисунок 3.46), который закреп-ляют в пиноли задней бабки токарного станка. Скорость резания v = 3...5 м/мин для стальных заготовок, v = 2...3 м/мин для чугунных и v = 10...15 м/мин для латунных заготовок.

Рисунок 3.46 – Самоустанавливающийся плашкодержатель: 1 – плашка, 2 – плашкодержатель, 3 – штифт, 4 – корпус, 5 – стопорный винт

Нарезание резьбы метчиками. Внутренние метричес­кие резьбы диаметром до 50 мм часто нарезают метчика­ми. Метчики бывают ручные и машинные.

Нарезание резьбы машинными метчиками выполня­ют как в сквозных, так и в глухих отверстиях на резьбо­нарезных, сверлильных, револьверных станках, токар­ных автоматах и полуавтоматах и др.

Машинные метчики позволяют нарезать резьбу за один рабочий ход.

Для нарезания резьбы ручными метчиками использу­ют комплекты, состоящие из двух (трех) метчиков - чер­нового и чистового.

Необходимым условием для нарезания резьбы метчи­ком является наличие реверсирующего устройства.

Скорость резания для нарезания резьбы метчиком v = 5...12 м/мин для стальных заготовок и v = 6...22 м/мин для заготовок из чугуна, бронзы и алюминиевого сплава. При нарезании резьбы применяют охлаждение эмульсией или маслом.

Резьбовые гребенки по конструкции подразделяют на стержневые, призматические и круглые (рисунок 3.47). Круглые резьбовые гребенки выполняют с кольцевой и винтовой резьбой. Чтобы при нарезании резьбы гребен­кой нагрузка распределялась на большее число зубьев, часть из них срезают под углом φ = 25...30^о, образуя забор­ную часть, а остальные зубья составляют калибрующую часть. Эти резцы можно многократно перетачивать, сохра­няя при этом первоначальную точность профиля резьбы. Нарезание резьбы гребенками является более произ­водительным способом обработки, так как зубья гребен­ки - это ряд последовательно расположенных резцов, работающих одновременно. При этом полный профиль резьбы получают за один-два рабочих хода. Круглые гре­бенки с кольцевой нарезкой предназначены для нареза­ния резьбы с небольшим углом подъема, а при больших углах подъема применяют гребенки с винтовой нарезкой. Углы подъема винтовой линии гребенки и нарезаемой резьбы должны быть близки по значению.

	Рисунок 3.47 – Конструкции резьбовых гребенок: а – стержневая; б – призматическая; в - круглая

Поэтому диа­метр гребенки либо равен наружному диаметру резьбы, либо в кратное число раз больше его, соответственно это­му увеличивается число заходов гребенки. Направление резьбы гребенки должно быть противоположным направ­лению нарезаемой резьбы.

Нарезание резьбы резьбонарезными головками. Резь­бонарезные головки применяют для нарезания наружной и внутренней резьб. В головках применяют радиальные, тангенциальные и круглые гребенки (рисунок 3.48).

	Рисунок 3.49 – Схема фрезерования резьбы резьбовой фрезой: 1 – фреза резьбовая, 2 – заго-товка, VД – скорость заготовки, VИ – скорость фрезы, S – подача фрезы
Рисунок 3.48 – Схема нарезания резьбы резьбонарезной головкой с круглой гребенкой

Резьбонарезные головки самооткрывающиеся, т. е. в конце нарезания резьбы их гребенки автоматически рас­ходятся и при обратном ходе не соприкасаются е резьбой.

Фрезерование резьбы широко распространено в круп­носерийном и массовом производствах и применяется для нарезания наружных и внутренних резьб на резьбонарез­ных станках (рисунок 3.49).

Полное нарезание резьбы происходит за 1,2 оборота заготовки, так как 0,2 оборота необходимы для полного врезания резьбовой фрезы и перекрытия места врезания.