Металлорежущий инструмент: что собой представляют гребенки резьбонарезные для образования трубной и метрической резьбы на трубах или круглом прокате

Металлорежущий инструмент: что собой представляют гребенки резьбонарезные для образования трубной и метрической резьбы на трубах или круглом прокате

Резьбонарезные гребенки предназначены для нарезания резьбы на трубах и круглом прокате, устанавливаются в резьбонарезную головку соответствующего оборудования.

Комплект гребенок состоит из 4-х штук, которые пронумерованы и устанавливаются в определенном порядке. За счет наличия определенного количества зубьев (гребней) при использовании резьбонарезных гребенок нет необходимости в нескольких проходах, что существенно увеличивает производительность. Вращаясь друг за другом гребенки как бы подчищают проход (резьбу) за предыдущей.

Особенности резьбонарезных гребенок

Рабочая часть гребенки включает в свою конструкцию режущие и калибровочные гребни. Количество режущих гребней в зависимости от вида гребенки обычно составляет от 3 до 7 штук и выполнены они под углом, чтобы каждый следующий гребень врезался глубже предыдущего. Фиксация гребенок производится с помощью специального держателя или прижимной планки и происходит это в режущей головке на заданной высоте от центра.

Особенно актуальны гребенки при нарезании метрической резьбы, которая классифицируется по шагу, наиболее распространенные резьбы с шагом от 1мм до 4,5мм. Чтобы нагрузка распределялась равномерно, предусмотрен угол наклона режущей зоны, составляющий 25-30 градусов. Такая особенность конструкции дает возможность срезать металл с одинаковой толщиной слоя, поскольку отдельные вершины зубьев удалены от оси обрабатываемого изделия на разные расстояния.

Как правило, при изготовлении гребенок используются быстрорежущие стали (Р6М5). Возможно применение высокованадиевой стали марки Р18, Р9Ф5 и Р14Ф4 – в этом случае потребуется дополнительная шлифовка резца, а также заточка по переднему профилю и переточка, которая производится эльборовым абразивным инструментом по специальному шаблону.

Резьбонарезные гребенки продаются комплектами из 4-х штук, каждая имеет свой номер, поэтому в резьбонарезную головку они устанавливаются в строго предусмотренной последовательности №1, №2,3, №4.

Согласно ГОСТам существуют такие виды резьбонарезных гребенок, как плоские, круглые, стержневые и призматические. Наиболее распространенным считается плоский инструмент, регламентируемый ГОСТ 2287-88.

Плоские гребенки в основном используются для нарезания треугольной резьбы – с малым углом подъема, тангенциальные – с большим углом подъема, которые обычно используются для получения трубной и метрической резьб.

В зависимости от конструкции крепежных элементов резьбонарезные плоские гребенки бывают двух типов: так называемый ласточкин хвост (продольный) и ровная поверхность. Каждая из этих конструкций имеет две разновидности заточки (в случае нарезания резьбы на станках без ходового винтa гребенки затачивают по форме I, а для работы на cтанкax с ходовым винтом – по форме II).

Как уже говорилось применение высокованадиевых сталей Р9Ф5 и Р14Ф4 позволяет увеличить стойкость резьбонарезных гребенок в 1,5—2 раза.

Еще одна особенность резьбонарезных гребенок, в том что при выполнении внешней резьбы у гребенки направление резьбы должно быть обратным направлению резьбы на детали (трубе или круглом прокате), например, для выполнения правой резьбы гребенка должна иметь левую резьбу и наоборот. При выполнении внутренней резьбы направления резьбы на гребенке и на детали должны быть одинаковыми.

Гребенки для нарезания метрической и дюймовой резьбы

Гребенки активно применяются для выполнения дюймовой (трубной) или метрической трубной резьбы. Вид нарезаемой резьбы будет зависеть от величины внутреннего и внешнего диаметра самой заготовки (трубы или круглого проката). Разница между этими двумя типами нарезки состоит в форме выполняемого витка.

Дюймовая резьба визуально определяется как более острая, угол верхнего треугольника составляет 55 градусов. Кроме того, различие состоит и в значении диаметра и шага. Метрические витки исчисляются в миллиметрах (шаг 1мм, шаг 1,25мм, шаг 1,75мм, шаг 2,00мм ……и т.д.), дюймовые соответственно в дюймах: 1 трубный дюйм равен 3,33 см (здесь основными стандартами являются 11 и 14 ниток на дюйм, реже 9 или 18 ниток на дюйм).

Нарезания резьбы с помощью гребенки производится механическим способом, процесс происходит в основном двумя способами:

1. Вращается резьбонарезная головка с гребенками, труба неподвижна:
   • Для выполнения резьбы в не подвижных тисках резьбонарезного станка фиксируется труба, а гребенки располагается во вращающейся головке.
   • После включения оборудование, начинается вращение резьбонарезной головки с заданной скоростью, тиски, фиксирующие трубу с помощью направляющих подаются на головку и происходит процесс нарезания нужной резьбы.
   • После того как резьба нужной длинны нарезана, необходимо открыть резьбонарезную головку и при наличии гратоснимателя, снять внутреннюю и наружную фаски.
2. Вращается патрон c зажатой трубой, головка с гребенками неподвижна:
   • В патроне станка для выполнения резьбы зажимается труба, гребенки располагаются в неподвижной головке.
   • После включения оборудование, начинается вращение патрона с трубой, в трубе выполняется фаска с помощью подающих направляющих.
   • Далее устанавливается нужная скорость вращения патрона (с заготовкой) и обеспечивается подача резьбонарезной головки, после чего происходит процесс нарезания трубы.

Также по теме.

Чем нарезают резьбу

Пара схем, получивших основное распространение в создании резьбы резанием, соответствуют двум процессам обработки: фрезерованию и точению.

В основном же для создания резьбы применяют методы нарезания, накатывания, фрезерования и шлифования. При этом используют инструменты:

• резьбовые гребенки и резцы – для нарезания наружной и внутренней (от 12 мм в диаметре) резьбы на токарных станках;
• раздвижные и обычные плашки – для внутренней и наружной резьбы;
• резьбо­режущие головки и метчики – инструмент для нарезания внутренней резьбы;
• накатные плашки – для станочной накатки;
• фрезы – для резьбового фрезерования;
• абразивные круги – для шлифования точной резьбы.

Нарезка резьбы резцами – низкопроизводительный способ. Он применяется только для точной обработки (ходовых винтов, калибров) и мелких партий деталей. Главное достоинство резцового способа – простота инструмента и точность получаемой резьбы.

Нарезание резьбы плашками

Такой распространенный режущий инструмент, как плашки, используется для того, чтобы с его помощью нарезать необходимую резьбу на болтах, винтах, шпильках, а также некоторых других деталях.

Перед тем, как нарезать резьбу, тот участок детали, на котором она будет находиться, предварительно обрабатывается. Согласно технологическим требованиям, диаметр поверхности должен быть меньше наружного диаметра самой резьбы примерно на 0,1 – 0,3 миллиметра. Для того чтобы плашка смогла «зайти» на деталь, необходимо снять фаску. Ее высота должна быть такой же, как и высота профиля самой резьбы.

Нарезание резьбы резьбонарезными головками

Резьбонарезные винторезные головки применяют для нарезания наружной и внутренней резьбы на токарных, токарно-револьверных станках и на токарных автоматах.

С помощью хвостовика резьбонарезная головка устанавливается в пиноли задней бабки или в револьверной головке станка. В винторезных головках применяют радиальные, тангенциальные и круглые гребенки. В конце нарезания резьбы гребенки автоматически расходятся и при обратном ходе не соприкасаются с резьбой.

При нарезании наружной резьбы большое распространение получили головки с круглыми гребенками, так как они просты по конструкции, позволяют осуществлять много переточек и обладают большей стойкостью, чем радиальные и тангенциальные гребенки. Устройство и принцип работы существующих винторезных головок имеют незначительные различия.

Внутреннюю резьбу чаще нарезают резьбонарезными головками с призматическими гребенками, режущие кромки которых располагаются на одном диаметре и имеют заходный конус. Число гребенок в комплекте зависит от размера головки. Гребенки смещены в комплекте одна относительно другой в соответствии с углом подъема винтовой линии нарезаемой резьбы.

При нарезании длинных винтов и червяков для повышения производительности применяют резцовые головки, которые устанавливают на суппорте станка. Эти головки оснащают обыкновенными и чашечными резцами и используют при нарезании наружных и внутренних резьб.

Инструменты для нарезки резьбы. Виды и работа. Применение

Резьбовое соединение является одним из самых популярных способов закрепления различных деталей и элементов. Не всегда можно приобрести различные крепления, на которые уже нанесена резьба, поэтому ее необходимо нарезать самостоятельно. Для этого применяются специализированные инструменты для нарезки резьбы. С их помощью также возможно обновить затертую или поврежденную другим способом ранее нанесенную резьбу.

Виды инструментов для нарезки резьбы

Для нарезки резьбы применяется 3 разновидности инструментов:

• Метчик.
• Плашка.
• Клупп.

Инструмент для нарезания отличается между собой не только по диаметру, но и по типу создаваемой резьбы. Она может быть метрической или дюймовой. Метрическая применяется на подавляющем большинстве крепежных элементов. Она используется в машиностроении, бытовом оборудовании и в прочих направлениях. Дюймовая резьба применяется исключительно на водопроводных элементах. В некоторых странах метрическая резьба не применяется вообще, и все крепежные элементы сделаны с помощью дюймовой.

Еще одним немаловажным различием подобного инструмента является направление создаваемой резьбы. Оно может быть левым и правым. Нельзя применяя один инструмент, провести нарезание резьбы в обе стороны, если он не универсальный.

Метчик

Метчик – это цилиндрический инструмент, который предназначен для нарезания внутренней резьбы в трубах и гайках. Его поверхность имеет выступающие ребра, которые при ввинчивании в пустотелые металлические элементы подходящего диаметра создают винтовые канавки, вырезая стружку. В результате вкручивания метчик прокладывает резьбу. Этот прибор представляет собой небольшой металлический прут из высококачественной твердой стали, на одном конце, которого имеется режущая часть, а на втором хвостовик для подсоединения воротка. Вдоль поверхности метчика идет выборка, сквозь которую обеспечивается отвод срезанной стружки. Самыми удобными для применения являются инструменты, которые имеют 3-5 канавок для отвода стружки. Они гораздо меньше забиваются и дают чистую поверхность без видимой деформации. После нарезания резьбы с помощью метчика, болт или шпилька накручивается без усилий по всей поверхности.

С помощью метчика можно нарезать резьбу или провести калибровку в случае ее повреждения.

Этот инструмент бывает трех разновидностей:

• Ручной.
• Машинный.
• Гаечный.

Ручные метчики обычно предлагаются в наборе из 2-3 инструментов одинакового диаметра. Первый проводит черновую нарезку резьбы, а последний обеспечивает создание высококачественного гладкого профиля, который обеспечивает легкое скручивание болтов или шпилек. Очередность применения метчиков, которые идут в наборе, обозначается цифрами на их корпусе.

Машинные предназначены для нарезания резьбы на станках. У них имеется иной профиль канавок, для более быстрого отвода стружки. При этом форма хвостовика подогнана для закрепления в патрон на станке.

Гаечные применяются специально для гаек. Их легко узнать, поскольку они самые короткие. Так как этот инструмент предназначен для нарезки резьбы только в гайках, которые обычно отличаются небольшой шириной, он делается очень коротким. В связи с этим его длина позволяет сделать максимум 12 витков. Гаечные метчики тоже могут быть черновыми и чистовыми. Черновой только создает начальную резьбу для вкручивания заборной части более длинного инструмента.

Для правильного закрепления метчика ручного или гаечного типа применяется специальный вороток, который насаживается на хвостовик. От переднего угла метчика зависит его применение и металл, с которым он может работать. Угол с наклоном от 5 до 10 градусов делает инструмент удобным для обработки стали. Уклон от 0 до 5 градусов предназначен для чугуна. Метчики с заточкой от 10 до 25 градусов применяются для цветных металлов и их сплавов.

Плашка

Плашка (лерка) применяется для создания винтовой нарезки на болтах и шпильках. Она представляет собой круглую шайбу с центральным отверстием, которая имеет несколько выступающих ребер с острой кромкой. Плашка нарезает и калибрует внешнюю резьбу за один проход. Обычно ее применяют для нарезки резьбы на прутах диаметром до 52 мм. Стандартная толщина плашек составляет от 8 до 10 витков. Угол нарезанных выступов у плашки может отличаться. Инструмент с углом 40-60 градусов применяется для сквозного прохода. В том случае, если необходимо нарезать резьбу вплотную до упора, применяется плашка с углом 90 градусов.

Для того чтобы получить качественно нарезанную резьбу необходимо чтобы диаметр стержня, который будет обрабатываться, был на 0,3-0,4 мм больше, чем внутренний размер плашки. Также при применении этого инструмента стоит учитывать, что требуется снятие фаски на краю. Для того чтобы удерживать плашку применяется специальные воротки.

Плашка может быть цельной или разрезанной. Цельная имеет выступающие зубья для врезания в металл по всей поверхности. Использование такого инструмента требует серьезных усилий. Гораздо более популярными являются разрезанные плашки, которые имеют разделенные рабочие части, что уменьшает площадь контакта. Это облегчает процесс вывода стружки, и уменьшает трение.

Плашка может применяться для нарезания резьбы на правую или левую сторону. Также существует универсальный инструмент, который работает одинаково хорошо в обоих направлениях. Он обозначается маркировкой LN.

Клупп

Клупп – это практически та же плашка, но существенно больше. Он представляет собой систему резцов, устанавливаемых непосредственно в держатель, который одновременно служит и направляющей. Обычно такой инструмент для нарезки резьбы применяется для нарезания внешней резьбы на трубах, а также толстых металлических стержнях. Предлагаемые на рынке клуппы обычно имеют не только метрический ход, но и дюймовый. Обычно клупп применяют сантехники для подготовки труб.

Клупп продаются в наборе, в котором предлагается один держатель и несколько плашек. Насадки можно с легкостью менять. Также существуют электрические клуппы, которые фиксируются на трубе и они сами нарезают на ней резьбу. Благодаря тому, собственному редуктору, они способны создавать большие усилия, даже при слабом электродвигателе.

Особенность использования инструмента для нарезания резьбы

Для того чтобы получить качественную резьбу, с гладкой поверхностью, заготовку с которой проводится работа нужно закрепить в тисках. Если это невозможно, к примеру, при обновлении резьбы на водопроводной трубе, которая уже установлена, следует ее удерживать трубным ключом. Для того чтобы получить качественный результат также важно подобрать правильный диаметр инструмента для нарезки резьбы. Если используется метчик, то он должен быть на 0,2-0,3 мм больше, чем отверстие, в которое он вкручивается. Если применяется плашка или клупп, то наоборот стержень должен быть больше, примерно на 0,3-0,4 мм.

Перед началом работы рекомендовано подготовить смазку. Это позволит уменьшить трение и снизить нагрузку. Кроме того, наличие смазки позволяет избежать образования заусениц и чрезмерного перегрева детали. При использовании плашки или метчика стоит сделать несколько витков без применения смазочного материала. Это позволит зубцам плотно врезаться в металл под правильным углом. Если сразу пытаться нарезать резьбу на скользкой поверхности, возможно появление перекоса. В качестве смазки можно поменять машинное масло, солидол, солярку и даже свиное сало.

Для работы с алюминием рекомендовано использовать в качестве смазки керосин. Для очень твердых сталей, жесткость которых практически равна применяемому инструменту, стоит воспользоваться олифой.

Применяя инструменты для нарезки резьбы нужно делать это правильно

После осуществление нескольких витков необходимо сделать обратный ход. Это позволит эффективно удалить полученную стружку и улучшить поверхность образованных выступов. При этом следует периодически обновлять ранее нанесенную смазку. В том случае если машинного масла, солидола или свиного сала нет, в крайнем случае, можно воспользоваться сильно мыльной водой. Она существенно уступает по вязкости, но вполне способно улучшить прохождение инструмента.

Если проводится нарезка внутренней резьбы, то следует обратить внимание на то, что сначала берется метчик, который имеет неполную нарезку. Его можно узнать по кончику с коническим срезом и маркировкой «1». Он делает неглубокую нарезку, которую еще сложно назвать полноценной резьбой. После него применяется более ровный метчик, на которой нанесена маркировка в виде цифры «2». При прохождении он углубляет уже имеющеюся борозду и делает ее приемлемой для вкручивания болтов и винтов.

В некоторых наборах имеется инструмент с маркировкой «3». Он позволяет подготовить резьбовое соединение еще более качественно, доведя его до совершенства. При смене метчиков стоит учитывать, что последующее добавление смазки является обязательным условием. Ее отсутствие может привести к раннему износ инструмента.

После того, как инструменты для нарезки резьбы скручиваются с обработанной поверхности, их нужно протереть сухой ветошью. Особенно это важно, если в качестве смазки использовалась мыльная вода. То же самое касается и масла со свиным салом. Эти вещества являются довольно липкими, поэтому способствует прилипания пыли и грязи, что в дальнейшем повлечет забивание резьбы и ее прилипание при вкручивании.

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.

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).

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.

Нарезание резьбы метчиком

Метчик представляет собой формообразующий винт с продольными канавками для отвода стружки и формирования захода режущих передних поверхностей зубьев. Чаще применяются для нарезки внутренних метрических видов резьбы малого диаметра в глухих и сквозных отверстиях.

Нарезание резьбы метчиком

Комплект из 2–3 ручных метчиков служит для поочерёдного прохода отверстия. Распределение нагрузки по снятию стружки между составляющими набора из 3 предметов (черновой, получистовой, чистовой) 60:30:10%, 75:25 – из 2. Заборный конус чернового называется режущим и принимает при врезании основную нагрузку.

Хвостовик квадратного сечения служит для удержания метчика воротком и передачи усилия. Хвостовики гаечных метчиков 2 видов: прямые и изогнутые.

Машинные метчики совмещают на одном стержне набор из чернового, получистового и чистового калибровочного. Машинный метчик выполняет комплекс нарезки за 1 проход с высокой скоростью. Минимальная скорость прохода для разнотипных материалов превышает 5–6 м в мин.

Методы получения

Существует два основных метода для получения резьбы. Они делятся на нарезание и накатывание. Также различные методы используются для внутренней и наружной резьбы.

К примеру, для наружной, необходимо воспользоваться разными плашками, резцами, резьбовыми фрезами и гребенками, либо роликами на резьбонакатных автоматах.

При выборе одного или другого метода, нужно учитывать желаемый профиль резьбы, характер материала, необходимый объем и точность.

Правила нарезки

Качество профиля зависит от множества факторов:

• Погрешности заготовки. Занижение или завышение диаметра стержня и отверстия соответственно причина неполной высоты витков. Разновысотность по длине – следствие конусности исходной поверхности.
• Рваная поверхность получается при затупившемся инструменте, высокой скорости, неверно выбранной смазке.
• Усадка гайки по среднему диаметру характерна при аналогичном износе метчика.
• Растяжка витков происходит от подтормаживания самовыдвижной оправки.
• Разбивка гайки по среднему диаметру возможна от большого переднего угла, способствующего отжиму перьев метчика.

Во избежание указанного необходимо:

• Грамотно выбрать оснастку и методику нарезания.
• Подготовить заготовку согласно технологической документации или указаний справочных таблиц.
• Правильно подобрать режимы резания и СОЖ.
• Настроить станок на обработку, при необходимости рассчитать и собрать гитару.
• Заточку, установку резца контролировать по шаблону.
• Проверить первые готовые детали, произвести поднастройку, периодически повторять контроль в дальнейшем.
• Следить за исправностью приспособлений, своевременно подтачивать инструменты.
  Контроль качества резьбы
  Обеспечение требуемых служебных характеристик соединения определяется соответствием действительных значений: наружного, внутреннего, среднего диаметров, половины угла профиля, шага. Проверки выполняются:
• Калибрами. Контролируют диаметры резьбы в серийном производстве.

• Шагомерами (резьбовыми шаблонами), микрометрами со сменными вставками. Первыми проверяют на просвет P и α/2, вторые комплектуются набором сменных вставок под разные номиналы, предназначены для замера среднего диаметра болтов. Применяются в мелкосерийных цехах, измерения не точные.

• Точное измерение среднего диаметра винта выполняют, используя три проволочки, микрометр или оптиметр. Погрешность последнего до 2 мкм.

• Особо ответственные детали проверяют с помощью инструментальных микроскопов, позволяющих надежно определять диаметры, шаг, углы.