Нарезка резьбы на токарном станке: методы, инструмент

Разновидности резьбонарезных станков

Станки для нарезания резьбы делятся по группам:

ручные — с небольшой массой, не требуют специальной квалификации работника, но служат для нарезки резьбового соединения на трубах диаметром не больше 50 см;
электрические — громоздкие и тяжелые, сложной конструкции, но в работе надежные и аккуратные, они распространены в производстве. Разработаны компактные модели с небольшой функциональностью и массой 60 кг, более мощные агрегаты весят под 250 кг;
в работе автоматического оборудования от оператора требуется грамотно задать параметры резьбы, включить станок и отслеживать процесс на программном контролирующем устройстве, такие станки используют в поточном производстве большого количества труб.

Для нарезки применяют станки:

резьбонакатные;
резьбофрезерные;
резьбошлифовальные.

Резьбонакатные

Принцип работы состоит в пластической деформации поверхности без удаления стружки. Установленная заготовка прокатывается между инструментами плоской или круглой формы и сдавливается. Металл под давлением заполняет впадины между прочными витками рабочего инструмента, и создается резьба.

В качестве рабочего инструмента для накатывания используют резьбовые сегменты, плашки, ролики. Процесс накатывания выполняется на резьбонарезных станках для труб полуавтоматического и автоматического действия, иногда используют револьверные и токарные агрегаты. Делают дюймовую и метрическую резьбу с круглыми, треугольными, тангенциальными профилями.

Резьбофрезерные

Производительный метод широко используется в промышленности, используются специальные станки с установленными на них гребенчатыми и дисковыми фрезами. Применяет принцип формообразующего продвижения. Заготовка вращается медленно (подача круговая), согласованно с ней перемещается продольно подаваемая фреза, что позволяет нарезать резьбу с большим шагом на довольно протяженном участке. Требуется строгое согласование одновременных подач.

Гребенчатые фрезы (представлены в виде набора дисковых фрез) используются для нарезки мелких резьб сразу по всей длине. Одновременное формирование витков значительно ускоряет работу по нарезке внутренней и наружной резьбы в трубах, при этом наименьшая длина гребенчатого инструмента должна быть на два-три шага длиннее прогнозируемой резьбы.

Резьбошлифовальные

Шлифование резьбы используют в процессе изготовления рабочего инструмента для нарезания резьбы, резьбовых калибров, роликов накатки, червячных фрез, ходовых винтов для серийного и мелкосерийного производства. Процесс шлифования происходит с использованием многониточных и однониточных абразивов. Схемы производства профиля резьб аналогичны резьбофрезерованию, только вместо фрез используют шлифовальные профилированные круги (однониточные применяют по типу дисковых, а многониточные используют как гребенчатые).

Профиль на кругах нанесен в соответствии с профилем впадины изготавливаемой резьбы. Абразив во время работы совершает круговое движение, а заготовка движется продольно с поворотом на шаг. Технология позволяет получить резьбовой инструмент высокой точности с различными параметрами длины и профиля.

Шлифование резьб многониточными абразивами производят продольной подачей в комплексе с врезным шлифованием. Оси заготовки и круга располагают параллельно, способ использует для производства резьбового инструмента с короткой резьбой и нарезкой кольцевых витков. В результате многониточного шлифования получают рабочий инструмент с невысокой точностью и шагом 4 мм и меньше. Параллельное расположение осей ведет к небольшому искажению профиля резьбы.

Технические данные и характеристики резьбонарезного станка 5993

Наименование параметра	5993	5Д07
Основные параметры
Класс точности по ГОСТ 8-82	Н	Н
Производительность при нарезке коротких резьб, шт/ч	500
Диаметр нарезания резьбы метрической, мм	12..42	10..39
Шаги нарезаемой метрической резьбы, мм	1,75..4,5
Диаметр нарезания резьбы дюймовой, мм	¼..1¼
Шаги нарезаемой трубной (дюймовой) резьбы, ниток на дюйм	19..11
Наибольшая длина нарезаемой резьбы, мм	280	320
Наибольший и наименьший установочный диаметр изделия, мм	12..56
Диаметр внутреннего отверстия головки, мм	45
Диаметр сквозного отверстия в шпинделе, мм	49
Количество скоростей шпинделя	6	6
Пределы частоты вращения шпинделя, об/мин	0,75..4,16	63, 90, 125, 180, 250, 355
Привод зажима детали	Электромех
Привод перемещения каретки	Гидро
Длина перемещения каретки, мм	400
Электрооборудование и привод станка
Количество электродвигателей на станке	4
Электродвигатель привода шпинделя, кВт (об/мин)	3,0	3,0 (1420)
Электродвигатель гидропривода, кВт (об/мин)	2,2	1,1 (930)
Электродвигатель насоса охлаждения, кВт (об/мин)	0,12	0,125 (2800)
Электродвигатель зажимного устройства, кВт	0,8
Общая установленная мощность всех электродвигателей, кВт
род тока питающей сети	50Гц, 380/220 В	50Гц, 380/220 В
Габариты и масса станка
Габарит станка, мм	1980 х 1095 х 1125	1500 х 725 х 1140
Масса станка, кг	1550	1150

Полуавтоматы зубодолбежные 5М150, 5М150П, 5М161. Руководство по эксплуатации 5М150.00.000 РЭ, 1981

Колев Н.С. Металлорежущие станки.

Гальперин Е.И. Наладка зуборезных станков, 1960.

Козлов Д.Н. Зуборезные работы, 1971.

Лоскутов В.В., Ничков А.Г. Зубообрабатывающие станки, 1978.

Малахов Я.А. Зубообрабатывающие и резьбофрезерные станки и их наладка, 1972.

Мильштейн М.З. Нарезание зубчатых колес, 1972.

Овумян Г.Г., Адам А.И. Справочник зубореза, 1983.

Писманик К. М., Шейко Л. И., Денисов В. М. Станки для обработки конических зубчатых колес, 1993

Птицин Г.А., Кокичев В.Н. Зуборезные станки, 1957.

Сильвестров Б.Н., Захаров И.Д. Конструкция и наладка зуборезных и резьбофрезерных станков, 1979.

Шавлюга Н.И. Расчет и примеры наладок зубофрезерных и зубодолбежных станков, 1978.

Станок для нарезания спиральнозубых конических колес модели 528с. Руководство к станку, ЭНИМС, МЗКРС 1956 год.

Инструкция по расчету наладочных установок зуборезных станков модели 525 и 528 для нарезания конических колес со спиральными зубьями, ЭНИМС, МЗКРС.

Руковдство по расчету геометрических размеров гипоидных зубчатых колес и наладок для их нарезания на станках моделей 528с, 528с, 5а27с1, Саратовский завод тяжелых зуборезных станков, 1967 год.

Руковдство по расчету наладок станков 528с, 525 и 5а27с4п для нарезания конических колес методом обкатки, Саратовский завод тяжелых зуборезных станков, 1969 год.

Связанные ссылки. Дополнительная информация

Классификация и основные характеристики зубообрабатывающих станков
Как покупать станок для производства
Зубофрезерные станки для цилиндрических колес
Встречное фрезерование. Попутное фрезерование при нарезании зубчатых колес на зубофрезерном станке
Коническое зубчатое колесо. Термины и определения
Испытания и проверка металлорежущих станков на точность
Ремонт гидравлических систем металлорежущих станков
Обозначения гидравлических схем металлорежущих станков
Ремонт шестеренных гидравлических насосов
Обозначения кинематических схем металлорежущих станков
Справочник зубообрабатывающих станков

Главная О компании Новости Статьи Прайс-лист Контакты Справочная информация Интересное видео Деревообрабатывающие станки КПО Производители

Характеристики резьбонарезного оборудования

Чтобы агрегат работал с наименьшими потерями и развивал высокую производительность, играют роль следующие показатели:

Мощность станка для производственных целей должна быть до 2,2 КВт, такие агрегаты используют в поточном производстве больших партий товара. Для кустарного изготовления маленьких партий труб используют станки с минимальным показателем мощности — 750 Вт.
Частота оборотов шпинделя является показателем, который исходит из показателя мощности, и от него зависит скорость работы. Диапазон показателей колеблется в пределах от 28 до 520 вращений в минуту. У профессионального оборудования предусмотрено, как минимум три скорости, которые могут переключаться при необходимости. Для небольших мастерских приобретают маломощные станки со скоростью вращения шпинделя 28 оборотов за минуту.
Диапазон размера деталей, с которыми работает агрегат и разброс возможной протяженности резьбы. Такой параметр определяет тип заготовок, например, для нарезки на болтах подойдет размерность 3−16 мм или 8−24 мм. Промышленная обработка труб большого диаметра отличается другими показателями.
Вес станка определяет, является агрегат переносным или стационарным. Минимальный вес устройства для резьбового нанесения имеет вес 50 кг, он легко переносится или перевозится.

Дополнительные параметры

В каждом станке конструкторами заложены удобные дополнительные функции, в зависимости от них резьбонарезное оборудование делится на типы:

Простые устройства, предназначенные только для операции резьбования, остальная работа (перемещение труб, установка упора, фиксация и другие) выполняется работником. Эти станки размещает мастер в небольшом помещении для разовых работ по ремонту авто и разных слесарных работ.
Автоматическое оборудование позволяет свести работу к установке заготовки и включению кнопки пуска. Такие агрегаты совмещают основную функцию с дополнительным сверлением отверстий, которые могут иметь диапазон диаметров от 2,5 до 30 мм.

Исполнительный инструмент может располагаться в станке вертикально или горизонтально. В первом случае, который встречается наиболее часто, нарезание происходит с помощью метчика. Горизонтальное расположение режущего инструмента используется для создания резьбового соединения на газопроводных и водопроводных трубах.

Для наружной резьбы применяются плашки, винторезные головки, резьбовые резцы. Внутренняя резьба нарезается метчиками и специализированными резцами. Крупные производственные цеха используют вихревые головки для создания деталей в виде одноразовых и многоразовых винтов. С помощью современного оборудования создают типы резьбы:

метрическую или дюймовую на трубах;
коническую и цилиндрическую;
трапецевидную.

С помощью дополнительных приспособлений задают несколько типов нарезки, варьируют разные формы, выбирают шаг и наклон резьбовых витков. В станках предусмотрена для этого возможность смены рабочего исполнительного инструмента. В некоторых агрегатах ставят самоцентрирующиеся резцы с острозаточенными роликами для резки труб в требуемый размер. Для их изготовления берут специально закаленные высокопрочные стали для длительной работы.

Резьбонарезные станки

Резьбонарезной станок (рис. 1) предназначен для создания различного устройства резьб, а также других типов обрабоки, на внутренних и наружных поверхностях обрабатываемых заготовок. Рассмотрим устройство и принцип работы на примере одного из наиболее распространенных полуавтоматических станков для нарезания резьбы 5993.

Рисунок 1. Резьбонарезной станок.

Этот станок имеет переднюю бабку. Вращательное движение передается от электродвигателя через коробку передач. Коробка передач, как правило, на этих станках выполняется в упрощенном виде с небольшим количеством скоростей.

Шпиндель этого станка имеет винтонарезную головку. Головка дополнена приводом, который позволяет зажимать и отпускать обрабатываемую деталь. Также на головке закреплены так называемые резьбонарезные гребенки, которые могут меняться в зависимости от требуемого профиля создаваемой резьбы.

На месте суппорта расположена каретка. В ней в самоцентрирующемся механизме закрепляется обрабатываемая деталь. Каретка крепится к станине через подшипники качения. Это позволяет ей двигаться в заданных пределах.

Работает резьбонарезной станок полуавтоматического типа по следующей схеме.

Заготовка помещается в зажимное устройство (тиски) каретки. Подается сигнал на пульт управления. Электромеханическое зажимное устройство приходит в движение и зажимает заготовку. Если деталь имеет большую длину или другие какие-то особенности, из-за которых возможно нарушение центровки — используется специальный упор.
Включается главный двигатель станка. Шпиндель и резьбонарезная головка начинают осуществлять рабочие движения.
Подается управляющий сигнал на механизм передвижения каретки. Гидравлический цилиндр выдвигается и направляет каретку к передней бабке.
Заготовка входит в контакт с вращающейся резьбонарезной головкой. Начинается процесс нарезки резьбы.
Когда каретка проходит расчетное расстояние, которое ограничивается упором — подается управляющий сигнал на раскрытие винторезной головки. Когда головка раскрылась, автоматика запускает каретку в обратное движение.
Обработанная деталь изымается из тисков и устанавливается новая заготовка. Цикл повторяется.

Полуавтоматические резьбонарезные станки редко используются в конвейерном производстве ввиду малой автоматизации процесса нарезки резьб и отсутствия возможности загрузки большого количества сырья за раз. Основная область применения такого типа станков — штучное и мелкосерийное производство.

Для среднего и крупного конвейерного производства применяются резьбонарезные станки автоматического типа с ЧПУ (рис. 2).

Рисунок 2. Резьбонарезной станок с ЧПУ.

Резьбонарезной станок с ЧПУ работает в конвейерном производстве. В основном в качестве заготовки выступает пруток, труба или шестигранник. Резьбонарезная головка револьверного типа может одновременно вмещать до 26 резьбонарезных резцов.

Контроль качества

Чтобы удостовериться в том, что заготовка была обработана правильно, необходимо воспользоваться резьбовыми шаблонами. С их помощью проверяется шаг резьбы.

Но для комплексной оценки применяется резьбовой калибр. Для удобства его устанавливают в стойке, и настраивают по эталону или шаблону, затем проверяется ход самой детали.

Также можно воспользоваться самым простым и часто используемым методом. Берётся гайка или болт, и прокручивается по выполненной детали.

Если походу движения на резьбе заметны задиры, или нужно прикладывать больше усилий, тогда вы допустили погрешность в работе. Теперь вы уже знаете, как пользоваться токарным станком для выполнения различных гаек, болтов или резьбовых соединений.

Настройка и наладка станка

По справочникам определяют скорость резания для конкретных условий нарезания резьбы и устанавливают рукояткой 6 (см. рис. 72) требуемую частоту вращения шпинделя станка. Исходя из шага нарезаемой резьбы, устанавливают в определенное положение рукоятку 5 переключения подач, подбирают и устанавливают сменные зубчатые колеса гитары подач. Закрепляют метчик в резьбонарезном патроне, установленном в шпинделе станка. С помощью гаек (см. рис. 74), сжимающих пружину 8, регулируют предохранительную шариковую муфту 7 на передачу определенной осевой силы, предотвращающей возможность поломки инструмента от перегрузки. Контроль за регулировкой муфты ведут по динамометру. Допустимый крутящий момент на метчике обеспечивается регулировкой резьбонарезного патрона.

Заготовку закрепляют на столе станка (см. рис. 72) и перемещением стола или резьбонарезной головки устанавливают метчик на расстоянии 5—15 мм над ее торцом. Переставными кулачками 11 и 13 на лимбе 12 ограничивают вертикальный ход шпинделя.

Станок можно настраивать на работу в автоматическом и одиночном режимах. Для работы станка в автоматическом режиме переключатель 8 цикла устанавливают в положение «А» (на рис. не показано) и нажимают на пульте управления кнопку включателя вращения шпинделя «Вправо». Включается правое вращение шпинделя и рабочая подача метчика вниз. По окончании рабочего хода кулачок 11 нажимает на микропереключатель 9, в результате электродвигатель реверсируется, шпиндель получает левое вращение и движется вверх. В крайнем верхнем положении шпинделя кулачок 13 лимба нажимает на микропереключатель 10, происходит реверс электродвигателя и цикл повторяется. Прервать его можно только нажатием кнопки «Стоп».

Принцип работы и конструкция

Чтобы понять, как работает станок для нарезки резьбы на трубах, нужно разобраться с его конструкцией. Она состоит из нескольких элементов, связанных между собой:

Шпиндель с патронами для закрепления труб.
Электродвигатель для передачи усилия вращения.
Станина, на которой закрепляются остальные детали.
Направляющие для перемещения шпинделя.
Люнет, с помощью которого обрабатываются металлические изделия.

Принцип работы заключается в том, что в патроне закрепляется труба. Затем мастер запускает станок. Начинается обработка изделия с помощью оснастки, закрепленной в люнете. При этом вращается только труба.

Используемое оборудование

Еще в недавнем прошлом использовались специальные агрегаты для точки валов, других деталей, нарезания резьбы, различные параметры получались на полуавтоматах, качество работы постепенно становилось выше, так как разрабатывалась дополнительная оснастка для упрощения процесса. Сегодня методов для выполнения процесса существует множество:

для изготовления внутренней и наружной резьбы разного профиля разработаны токарно-винторезные станки;
сконструированы сверлильные станки для работы метчиком, гребенками, накаткой, плашкой, резьбонарезными головками, фрезерованием.

Принято условное разделение оборудования по следующим признакам:

тип расположения инструмента;
заготовка или инструмент остается неподвижным во время нарезки;
степень использования автоматики и ручного труда;
вид применяемого инструмента.

Особенности изделий

Резьбонарезная головка имеет ряд преимуществ (по сравнению с круглыми плашками). В их числе:

1. Автоматическое разведение гребенок на головке. 2. Быстрый отвод головки без обратного свинчивания. 3. Повышенная производительность. 4. Высокая чистота поверхности и точность работ.

Головки более долговечны, чем плашки, и позволяют точно регулировать размеры резьбы, при необходимости выполнять ее нарезку в 2 прохода.

Предлагаемые головки также отличаются:

• разборной конструкцией; • высокой точностью посадки; • безупречным центрированием труб с помощью длинных направляющих.

Классификация резьбы

Детали имеют несколько вариантов резьбы с различительными классификациями:

Сейчас читают:

Как сделать искусственный пруд для разведения рыбы…

Газовая варочная панель 4 конфорки как выбрать:…

Биотуалеты для дома как пользоваться: правила…

Аппарат для сварки полипропиленовых труб какой…

Метрическая — самая распространенная крепежная резьба, измеряющаяся в мм.
Трубная — применяется при монтаже трубопроводов, а также для запорно–регулирующей арматуры. Резьбу измеряют в дюймах, из-за этого трубная резьба носит дополнительное название — дюймовая.
Внутренняя — предназначена для гаек, глухих гнезд и др.
Наружная — предназначена для поверхностных деталей: болтов, шпилек, труб.
Левые и правые — имеют различия по направлению вращения.
Одно- и многозаходные — имеют отличия по количеству заходов.
Сечение — резьба имеет треугольную, прямоугольную, трапецеидальную и другие формы сечения.
Прямая и коническая.

Как производится операция и в чем ее суть

Основная задача слесаря – создать отверстие в металлической толще с последующим образованием ложбинок изнутри. Их требуется сделать так, чтобы витки подходили к болту, шпильке или иному крепежу.

Резьбовой элемент может понадобиться в быту для максимально прочного соединения двух частей. Здесь необходимо добиться максимальной чистоты – чтобы не оставалось стружек, деформаций, сбитых нитей

Также очень важно следовать стандартам ГОСТ по размеру приспособления. Диаметр должен совпадать с винтом, который будет входить внутрь

Важность имеют многие параметры – тип материала, его плотность, а также состояние, например, температура, наличие коррозии. Сперва следует подготовить заготовку – убрать лишние загрязнения

Затем необходимо верно подобрать инструмент, только после этого приступать к металлообработке в два или три этапа – от черновой до финишной.

Имеют значение несколько параметров:

диаметр отверстия;
глубина нарезки;
количество ниток (это заходы, самое распространенное – наличие трех полостей);
шаг, то есть расстояние между двумя бороздами.

Многозаходная резьба. Основные понятия

Для получения прочного винта с большим шагом применяют многозаходную резьбу. В этом случае шаг, высота резьбы и ее внутренний диаметр соответствуют однозаходной, а ход резьбы во столько раз больше шага, сколько имеется заходов; например, у двухзаходной резьбы ход вдвое больше ее шага (см. рис. 320, б), у трех-заходной (см. рис. 320, в) — втрое больше и т. д.

Однозаходная и многозаходная резьбы

У однозаходной резьбы шаг и ход резьбы одинаковы, при этом за один оборот винта гайка перемещается на величину шага. Если перемещение гайки за один оборот должно быть большим, то ход, а следовательно, и шаг однозаходного винта должны быть большими. Чем больше шаг, тем глубже получается резьба (высота резьбы зависит от шага) и тем меньше будет внутренний диаметр винта. Винт с малым внутренним диаметром недостаточно прочен и не может передавать больших усилий.

Примеров применения многозаходных резьб множество: окуляры в биноклях и микроскопах, колпачки шариковых ручек, крышки для стеклянных банок и т.д.

Особенности изделий

Резьбонарезная головка имеет ряд преимуществ (по сравнению с круглыми плашками). В их числе:

Предлагаемые головки также отличаются:

Параметры выбора

Как выбрать станок для резки резьбы? Помимо вида и способа управления требуется учитывать следующие факторы:

мощность оборудования. Для бытовых целей оптимально подходят станки с мощностью 750 – 1000 Ватт. В промышленном производстве рекомендуется применение станков, имеющих мощность 2 000 – 2 500 Ватт;
скорость вращения шпинделя, посредством которого производится нанесение резьбы. Параметр прямо пропорционально зависит от мощности оборудования и может варьироваться от 27 оборотов в минуту до 515 оборотов за аналогичный период времени.

Некоторые модели могут дополнительно оснащаться опцией выбора скоростного режима, что позволяет подбирать наиболее оптимальную скорость вращения для определенного материала;

диапазон резьбонарезания (обработки заготовок разных размеров). В большинстве случаев ручное оборудование способно обрабатывать заготовки 3 – 50 мм, а электрические станки предназначаются для труб диаметром 50 – 200 мм;
вес. Если предполагается использование станка при прокладке магистралей, то целесообразнее подбирать более мобильное оборудование, отличающееся небольшим весом;
дополнительные опции. Комплект для нанесения резьбы может включать одновременно несколько приспособлений: трубонарезной станок, инструмент для снятия фаски, встроенную масленку и так далее.

Чем больше функций может выполнять оборудование, тем большей функциональностью и больше стоимостью оно отличается.

Все технические параметры указываются в сопроводительной документации.

Технические параметры оборудования

Нарезание резьбы с использованием токарного оборудования

При нарезании резьбы на заготовке, установленной на токарном станке, с помощью резца такой процесс выглядит следующим образом: инструмент, перемещающийся вдоль оси вращающейся детали (движение подачи), своей заостренной вершиной прочерчивает на ее поверхности линию винтового типа. Характерным параметром винтовой линии, формируемой резцом на поверхности заготовки, является угол ее подъема или увеличения. Величина данного угла, измеряемого между касательной, расположенной к винтовой линии, и плоскостью, которая перпендикулярна оси вращения детали, определяется:

величиной подачи режущего инструмента, перемещающегося вдоль оси заготовки;
частотой, с которой вращается деталь.

Не менее важным параметром винтовой линии является ее шаг, который характеризует расстояние между ее соседними витками. Измеряется это расстояние по оси обрабатываемой детали.

Наиболее распространенные виды профиля резьбы: а — треугольная, б — прямоугольная, в — трапецеидальная, г — упорная, д – круглая

Поверхность заготовки с резьбой может быть цилиндрической и конической. На характеристики резьбового соединения значительное влияние оказывает профиль резьбы, то есть ее контур в плоскости. Выделяют профили:

треугольные;
трапецеидальные;
прямоугольные;
упорные;
круглые.

Резьба на поверхности детали может быть сформирована одной винтовой ниткой (однозаходная) или несколькими (многозаходная). Если нарезают несколько винтовых ниток, то их располагают эквидистантно по отношению друг к другу.

Посчитать количество ниток можно в начале резьбовой поверхности. Многозаходная резьба, кроме шага, характеризуется таким параметром, как ход. Это расстояние, измеряемое между двумя однотипными точками двух соседних витков, которые сформированы одной ниткой. Измеряется такое расстояние по линии, располагающейся параллельно оси резьбовой детали. У однозаходной резьбы, сформированной одной ниткой, ход равен шагу, а для многозаходной его можно вычислить, если умножить шаг на количество заходов.

Все разновидности резьбы со схемами, параметрами и регламентирующими их ГОСТ