Токарная обработка резьбы

Твердосплавные пластины для токарных станков от компании Carmex могут использоваться для нарезания как внутренней, так и наружной резьбы

Токарная обработка является ещё одним способом нанесения внутренней резьбы. При этом используются либо сменные твердосплавные пластины, либо миниатюрный инструмент наподобие расточного резца. Обработка производится на многоосевых или токарных станках. Возможно применение однозубых и многозубых твердосплавных пластин. Многозубые пластины имеют по несколько зубцов на каждой режущей кромке, причем каждый зубец врезается глубже предыдущего, тем самым сокращается количество проходов, требуемых для нарезания резьбы.

Однако многозубые пластины достаточно дороги. «Большие производства, конечно, выиграют от использования таких пластин, но для маленьких производств польза может быть весьма сомнительной», – говорит Джеф Дей, президент компании Carmex Precision Tools LLC, Ричфилд, Висконсин, производящей инструменты для нарезания резьбы на токарных и фрезерных станках.

Кроме того, многозубые резьбонарезные пластины не могут нарезать наружную резьбу на деталях с фланцами. «В зависимости от шага резьбы, глубина врезания первого и последнего зубцов различается примерно на 3 мм», – говорит Майк Тримбл, менеджер по продукции компании Vargus (США, Дженесвилль, штат Висконсин), также производящей инструменты для нарезания резьбы на токарных и фрезерных станках. «При наличии на детали фланца или выступа, режущая пластина не может подойти к нему вплотную последним зубом, поэтому последние витки резьбы нужно дорезать другим способом».

При нарезании резьбы на токарном станке оператор может применять режущие пластины как полного, так и частичного профиля (многозубые пластины могут быть только полнопрофильными). Пластины полного профиля формируют полный профиль резьбы, включая вершину витка резьбы (при этом внутренний диаметр резьбы выбирается зубцами режущей пластины). При таком подходе для нарезания каждого шага резьбы требуется отдельная пластина.

Твердосплавные пластины для токарных станков марки V6 от компании Vargus имеют 6 режущих кромок. Доступны пластины для нарезания резьбы как полного, так и частичного профиля (т. е. без торцевания вершины витков резьбы)

Пластины полного профиля нарезают более прочную, более прецизионную резьбу, чем пластины частичного профиля, причем за меньшее число проходов. Тримбл говорит, что это происходит из-за того, что они одновременно создают наружный, внутренний и номинальный диаметры резьбы.

Пластины частичного профиля нарезают резьбу без торцовки вершин витков (они не формируют внешний диаметр). Пластины частичного профиля имеют только одну режущую кромку, поэтому они могут нарезать резьбу различного шага, варьируя глубину проникновения режущей кромки в материал. «У такой пластины очень острый кончик зуба, поэтому при большем шаге резьбы теряется ее прочность, и это может привести к более долгому процессу нарезания резьбы», – говорит Дей.

Нарезание резьбы на токарных станках при использовании сменных твердосплавных пластин позволяет нарезать резьбу в отверстиях диаметром 6 мм и больше. Для нарезания резьбы в меньших по диаметру отверстиях требуется цельный твердосплавный инструмент, при помощи которого возможно нарезать резьбу в отверстиях диаметром до 1.3 мм.

Что касается отверстий большого диаметра, компания Vargus сумела нарезать резьбу в отверстии диаметром 914 мм. Тримбл сказал: «Мы сделали это на вертикальном токарно-револьверном станке возрастом примерно в 100 лет. Не было никакого другого способа сделать это, кроме как точить эту резьбу, так как на таких станках не бывает спиральной интерполяции».

Нарезание резьбы на токарных станках подходит для отверстий глубиной до 3 его диаметров при использовании инструмента со стальными державками, и даже глубиной в 4-5 диаметров при использовании инструмента с державками из твердых сплавов.

Нарезание резьбы на токарных станках подходит для целого ряда материалов. «Мы каждый день нарезаем резьбу в материалах твердостью до 50 HRC», – говорит Тримбл. «Мы также нарезаем резьбу в экзотических материалах, таких как хастеллой и инконель 718, но это приводит к сокращению срока службы инструментов, так как такие материалы очень тверды или абразивны».

Отвод стружки является большой проблемой при нарезании внутренней резьбы на токарных станках, особенно остро проблема проявляется при нарезании резьбы в глухих отверстиях. Операторы могут компенсировать это, выбрав режущий инструмент с определенной геометрией, а также используя какой-либо вид поперечной подачи (прямо поперечная, по углу профиля резьбы, модифицированная угловая или попеременная угловая) используемый для облегчения отвода стружки, или метод обратной спирали. Тримбл объяснил, что «при последнем способе вместо того, чтобы нарезать резьбу по направлению к шпинделю, вы делаете это в обратном направлении, для облегчения отвода стружки».

«Применение того или иного вида поперечной подачи при нарезании резьбы зависит от конкретной детали, но в большинстве случаев при выборе модифицированной угловой подачи, вы не испортите работу», – говорит Тримбл. «Вы всегда можете использовать его в качестве способа по умолчанию. Но в 99% случаев, если вы сами не поменяете параметры программы станка, будет применяться прямо поперечная подача».

Как же производителю выбрать способ нарезания резьбы? Нарезание резьбы метчиками, фрезерование или токарная обработка? «Путем проб и ошибок», – ответил нам Дей. «Если один из способов не приносит удовлетворительного результата, нужно пробовать другой. У каждого из них есть свои достоинства и недостатки. Самое главное: решая взяться за нарезку резьбы, посмотрите на имеющиеся станки и подсчитайте стоимость инструментов, время цикла резки и сроки эксплуатации инструментов».