Инструмент для нарезания резьбы – каким бывает и как работает?

1 Общая информация о резьбонарезании

В наши дни применение находят самые разные виды резьб. Они бывают внутренними и наружными, много- и однозаходными, левыми и правыми. Также их различают по типу профиля – радиусные, прямоугольные, трапецеидальные, треугольные. При этом самыми востребованными принято считать резьбы цилиндрической формы.

Резьбовые соединения известны человеку уже очень давно. Поначалу наши предки могли нарезать лишь наружные резьбы. Для этих целей они использовали напильники (трехгранные). Затем появились технологии ручного выполнения внутренней резьбы. В 18-м столетии ее нарезание уже осуществляли на токарных станках.

Фото трехгранного напильника для нарезания резьбы

На современном этапе развития техники при массовом производстве используются эффективные инструменты для нарезания резьбы, которые постоянно улучшаются и модернизируются. Сейчас все операции резьбообразования осуществляются по двум основным методикам. Одна из них соответствует операции фрезерования, вторая – точения.

Методика, соответствующая процедуре точения, предполагает, что по отношению к обрабатываемой детали режущий инструмент производит винтовое перемещение.

На фото - современные инструменты для нарезания резьбы

Параметр такого перемещения равен размеру резьбы. В данном случае поверхность (винтовая) заготовки скользит "сама по себе" (если рассматривать операцию относительно режущего приспособления), что обуславливает совпадение поверхностей изделия и непосредственно инструмента.

2 Фасонные резцы для нарезания резьбы

По описанной выше схеме работает фасонный резьбовой резец (ГОСТ 18876 и 18885) – самый простой и при этом высокоэффективный инструмент. Его применяют для внутренней и наружной резьбы прямоугольного, трапецеидального и остроугольного профилей. Резец резьбовой конструктивно бывает трех типов:

• призматическим;
• стержневым;
• круглым.

Режущая кромка любого из этих инструментов при последнем проходе находится на поверхности резьбы. В связи с этим между собой они разнятся вариантом крепления на металлообрабатывающем станке, параметрами задней поверхности и конфигурацией головки.

На фото - инструменты для нарезания резьбы

Стержневой резьбовой резец бывает двух видов:

• с твердосплавной пластинкой, которая крепится механическим способом (ГОСТ 18885);
• с напайной пластинкой либо цельными по ГОСТ 18876 (в последнем случае их производят из быстрорежущей стали).

Стержневые инструменты мало чем отличаются от стандартных резцов по ГОСТ 18873, 18869 и других для токарного станка. Их недостатком является то, что перетачивать их можно ограниченное количество раз. После нескольких переточек они уже не годятся для нарезания резьбы. Причем сам процесс переточки считается среди специалистов достаточно сложным и требующим серьезных усилий.

Фасонный круглый резьбовой резец перетачивается по лицевой части, монтируют его на специальную державку. В ней он устанавливается особым образом – ось обрабатываемого изделия всегда ниже оси резца. Такой резьбовой резец бывает хвостовым (для внутренней резьбы) или насадным (для наружной и внутренней). Рабочая зона хвостового инструмента характеризуется малым сечением.

Фото фасонного круглого резьбового резца

Призматический резьбовой резец аналогичен стержневому, но он, во-первых, проще устанавливается, а во-вторых, может перетачиваться намного большее число раз. По возможности именно призматические инструменты применяются для выполнения наружной и внутренней резьбы.

Информация о геометрии и требованиях, которым должен соответствовать любой резьбовой резец для токарного станка, содержится в уже упомянутых нормативах – в ГОСТах 18876 и 18885.

3 Резьбовые гребенки для повышения производительности труда

Резцы для нарезания резьбы выполняют свою работу за 2–3, а иногда и больше проходов по детали. С точки зрения производительности труда это не всегда целесообразно. Исправить ситуацию позволяют специальные гребенки для резьбообразования, которые, по сути, являются набором нескольких резцов, объединенных в одну конструкцию.

Гребенки рекомендуется применять тогда, когда мелкая по шагу резьба нарезается в мягких металлах. Угол режущей зоны на гребенках обычно равняется 25–30 градусам. Делается это для того, чтобы нагрузка равномерно распределялась на все зубья инструмента.

На фото - гребенки для резьбообразования

За счет такой конструкции отдельные зубья (их вершины) отдалены от оси детали на разные дистанции, что позволяет срезать обрабатываемый материал последовательно и эффективно. Отметим, что на гребенках предусмотрена калибрующая специальная зона (комплект зубьев одного вида в количестве 4–6 штук), которая требуется для зачистки резьбы.0000

Как и резьбовой резец по ГОСТам 18885 и 18876, гребенки бывают стержневыми, круглыми и призматическими. Чаще всего используются круглые приспособления. Их допускается перетачивать много раз, да и сам процесс производства такого инструмента достаточно прост.

Круглые гребенки бывают двух видов:

• с кольцевыми витками;
• с винтовой поверхностью (задней).

Фото круглых гребенок

Инструменты с винтовой нарезкой использовать предпочтительней (их проще делать, а условия резки они обеспечивают очень качественные). Гребенки с кольцевыми витками применяются исключительно при малых углах подъема нарезаемой резьбы. Обратите внимание – для заготовок с наружной левой резьбой нужен режущий инструмент с правой резьбой, и наоборот.

4 Метчики, плашки и головки для резьбонарезания

С целью увеличения эффективности нарезания резьбы описанные выше гребенки могут объединять в одну конструкцию. Такие резьбонарезные изделия носят название плашек и метчиков. Наружные резьбы выполняются плашками, внутренние – метчиками. Последниерасполагают хвостовиком (у плашек он отсутствует). Все геометрические размеры и особые требования к ним излагаются в ГОСТах (3449–84, 3266–81 и др.).

Резьбонарезные головки (РНГ) представляют собой "сборные" плашки и метчики. Такой инструмент в разы эффективнее выполняет свои функции. Резьбонарезная головка имеет корпус. В него устанавливаются гребенки. Из зацепления с обрабатываемой деталью они выводятся сразу после завершения нарезания резьбы. При этом не нужно реверсировать вращение станка.

На фото - резьбонарезные головки

На токарных полуавтоматах и автоматах используется вращающаяся резьбонарезная головка (она подходит и для сверлильного станка), которая подается на деталь устройством подачи либо методом самозатягивания. Закрывается и раскрывается такая РНГ через вилку от упоров, смонтированных на агрегате. Вилка входит в паз кольцевого типа, которым оснащается резьбонарезная головка.

РНГ невращающегося вида применяются на револьверных и токарных агрегатах, а также на специальных агрегатах для нарезания резьбы. Такая резьбонарезная головка раскрывается по окончании рабочего хода в автоматическом режиме, а закрыть ее можно при помощи рычага. Резьбонарезная головка включает в себя очень точный механизм, который дает возможность:

• настраивать РНГ на заданный размер резьбы;
• выполнять регулировку лезвий по отношению к оси детали;
• закреплять на РНГ в необходимом положении гребенки и менять их во время обработки заготовки.

Фото резьбонарезной головки невращающегося вида

Для выполнения правых резьб с использованием "сборных" метчиков на металлообрабатывающих станках обычно применяются патроны резьбонарезные с предохранительными головками (ГОСТ 25827–93). Подобные приспособления располагают особыми устройствами осевой компенсации, которые нивелируют разность между шагом метчика и величиной подачи агрегата (токарного, фрезерного, сверлильного).