Накатывание наружной резьбы

Накатывание наружной резьбы осуществляют путем пластического деформирования обрабатываемого материала. В результате в поверхностном слое происходят изменения, благоприятно сказывающиеся в большинстве случаев на эксплуатационных свойствах обработанных поверхностей. Так, по сравнению с нарезанными у накатанных резьбовых поверхностей в 1,5 – 2 раза возрастает поверхностная микротвердость, на 20…30% увеличивается статистическая прочность на разрыв, в 2 -3 раза повышается циклическая прочность и в 1,5 раза – усталостная. Положительный эффект при накатывании обусловлен созданием внутренних остаточных напряжений сжатия и улучшением структуры материала.

Накатывание резьбы применяют для металлов с Qв < 850 МПа и твердостью до 37 HRC. Основные схемы накатывания наружной резьбы, используемые в машиностроении, показаны на рис. 5.1.

Рис.5.1. Основные схемы накатывания наружной резьбы:

а - плоскими плашками, б – роликами с радиальной подачей ролика, в – роликами с осевой подачей накатываемой заготовки, г – роликами с тангенциальной подачей накатываемой заготовки, д – тремя роликами с осевой подачей накатываемой заготовки, е – тремя роликами с радиальной подачей роликов, 1 – заготовка, 2 – резьбонакатной инструмент.

 

Накатывание плоскими плашками (рис. 5.1,а) применяют для получения крепежных резьб диаметром до 35мм (резьба на шурупах для дерева и самонарезающих шурупах для металла). Накатывание осуществляют на резьбонакатных станках и автоматах. Плашки работают в комплекте из двух штук, одна из которых неподвижна, а другая совершает возвратно – поступательное движение. Направление угла подъема резьбовых гребней на плашках противоположно направлению накатываемой ими резьбы.

Размеры плашек для накатывания резьбы диаметром от 1,6 до 27мм регламентированы ГОСТ 2248-80. Размеры плашек других типоразмеров зависят от оборудования и определяются индивидуально в каждом конкретном случае.

Плоские плашки при накатывании резьб на изделиях из металлов с σ_в ≤ 600 МПа изготовляют из сталей X12М, X6ВФ, X12Ф1, ас 600 < σ_в < 850 МПа – из стали 6 X6В3МФС. Твердость резьбонакатных плашек составляет 57…60 HRC.

Плоскими плашками получают резьбы 6-й степени точности по ГОСТ 16093-81.

Основным элементом, определяющим процесс формирования резьбы при накатывании плашками, является заборная часть, которая формирует резьбовой профиль.

На подвижной плашке (рис. 5.2,а) для резьб с шагом до 1мм нитки резьбы по всей длине фрезеруют параллельно основанию; для резьб с шагом 1мм и более заборную часть шлифуют под углом φ = 7…21.

На неподвижной плашке (рис. 5.2,б) нитки на заборной части фрезеруют по всему профилю под углами β = 3° и φ = 0 для получения резьб с шагом до 1мм под углами β = 5° и φ = 7…22° для резьб с шагом более 1мм.

С целью лучшего захвата заготовок на заборной части плашек l, начиная с шага резьбы 1,25мм, делают поперечные канавки с шагом 3…4мм и глубиной 0,3…0,4мм.

Рис.5.2. Подвижная (а) и неподвижная (б) резьбонакатные плашки.

 

Накатывание роликами с радиальной подачей применяют для получения метрических резьб диаметром от 3 до 68мм (см. рис. 11.1,б). Накатывание проводят на резьбонакатных станках комплектом резьбонакатных роликов, состоящим из двух штук. Оси роликов параллельны оси накатываемой заготовки, которая свободно вращается и перемещается в радиальном направлении одним из роликов.

Для получения правых резьб резьбу на роликах выполняют левой многозаходной, а для левых резьб – правой многозаходной. Число заходов колеблется от 2 до 52; большее число заходов соответствует меньшим диаметрам резьб и меньшим шагам.

Резьбонакатные ролики изготовляют двух степеней точности: повышенной и нормальной. Их размеры колеблются в следующих пределах: D = 75…207мм; В = 25…125мм; d = 45…100мм (рис. 5. 3).

Рис.5.3. Резьбонакатной ролик.

 

Для накатывания резьбы на заготовках твердостью 160…200 HB ролики производят из инструментальных легированных сталей марок X12M, X6BФ1, а на заготовках с 370…400 HB – из стали 6X6B3МФС.

Радиальную подачу выбирают на основе рекомендаций, приводимых в справочной литературе, или исходя из производственного опыта. Скорость накатывания в зависимости от материала заготовки: для латуней v _н = 100…120м/мин, для мягких сталей Vн = 80…100м/мин, для сталей средней твердости v _н = 40…60м/мин, для твердых сталей v _н = 15…20м/мин, для титановых сплавов v _н = 12…14м/мин.

Накатывание резьбы резьбонакатными головками осуществляют на токарно-винторезных, сверлильных, болторезных станках и токарных автоматах. Наибольшее распространение получили раскрывающиеся резьбонакатные головки осевого типа для накатывания наружных остроугольных резьб трапецеидальных резьб. Кроме того, применяют не вращающиеся резьбонакатные головки. А также головки других конструкций, предназначенные для получения одно – и многозаходных правых и левых резьб на сплошных и полых заготовках. Нераскрывающиеся нерегулируемые головки отличаются от регулируемых отсутствием ряда деталей, обеспечивающих регулирование положения роликов, т.е. более простой конструкцией.

Головки работают по принципу самозатягивания, т.е. их поступательное движение обеспечивается сцеплением резьбы роликов с резьбой заготовки. Принудительную подачу рекомендуется применять только до момента захвата головки резьбонакатными роликами. Ролики в комплекте имеют порядковые номера, определяющие смещение начала резьбы от торца ролика, которое изменяется у каждого последующего ролика на величину Δ = р/z (р – шаг резьбы; z – число роликов в комплекте). Это смещение необходимо для образования непрерывной винтовой линии на накатываемой заготовке.

Для обеспечения продольной подачи головки вдоль оси заготовки, и предотвращения искажения профиля накатываемой резьбы оси роликов, повернуты относительно оси заготовки на угол, примерно равный углу подъема резьбы.

Режимы накатывания резьб резьбонакатными головками выбирают на основе рекомендаций, приводимых в справочной литературе или исходя из производственного опыта.