5.4. Резьбонакатный инструмент

Накатывание является одним из самых прогрессивных и производительных методов получения резьбы на различных деталях конструкции, инструментах и т. д. При накатывании в результате воздействия больших радиальных сил витки резьбы инструмента деформируют металл заготовки и образуют на ней резьбу повышенной твердости и прочности, так как при деформировании волокна не перерезаются.

Широко применяются два типа накатных инструментов: плашки (рис. 5.13, а) и ролики (рис. 5.13,б). В настоящее время методы накатывания резьбы совершенствуются. Широкое применение находят резьбонакатные головки, а также дуговые (рис. 5.13, в) и кольцевые (Рис. 5.13, г) плашки [4, 11, 13, 31, 36].

Производительность накатывания резьбы обычными плоскими плашками составляет 100 ... 120, а роликами — 60 ... 80 шт/мин. Однако при накатывании резьбы роликами имеется большая возможность регулировки режима накатки. Кроме того, возможен процесс накатывания резьб на тонкостенных трубах. Так как резьба на термообработанных роликах нарезается абразивными кругами более качественно и с повышенной точностью, можно получить резьбы повышенной точности роликами

Рис. 5.13. Схема работы резьбонакатных инструментов

Резьбонакатные плашки работают в паре (рис. 5.13, а). Одна из них закрепляется неподвижно, а другая совершает возвратно-поступательное движение. Между собой плашки смещены в осевом направлении заготовки на половину шага резьбы, которая выполнена на каждой плашке с высокой точностью, под одинаковым углом подъема τ, но по направлению различна. Процесс накатывания плашками заключается в постепенном обжатии заготовки и калибровании резьбы, поэтому плашка имеет заборную l₁ и калибрующую l₂ части (рис. 5.14). Выходная, или сбрасывающая, часть l₃ сопровождает накатанную заготовку, освобождает ее от зацепления с инструментом и предупреждает от затягивания ее между плашками при обратном ходе. С этой целью подвижная плашка делается на 15...25 мм длиннее неподвижной.

Для обеспечения постепенного деформирования заготовки и образования на ней резьбы плашки имеют скошенную под углом φ или закругленную радиусом заборную часть. Во избежание проворачивания накатываемых заготовок на заборном конусе делаются поперечные канавки. Длина заборной и выходной частей плашек обычно одинаковая и составляет l₁ = l₃ = 1,1 πd₂, т. e. 1,1 длины окружности диаметра заготовки, который равен приблизительно среднему диаметру накатываемой резьбы. Длина неподвижной плашки составляет L_н.п= (16...20)d₂, а подвижной L_п.п= (18...22)d₂. Накатные плашки, как и ролики, изготавливаются из износостойких высокохромистых и быстрорежущих сталей марок Х12М, Х12, ШХ15, Х6ВФ, Р12 с HRC 58...61.

Рис. 5.14. Резьбонакатная плоская плашка

Накатывание резьбы может осуществляться одним роликом и плашкой, двумя и большим количеством роликов, установленных в специальные резьбонакатные головки или круговые плашки.

При накатывании резьбы двумя роликами возможны следующие основные три схемы их работы:

а) до упора с радиальной подачей s_p винтовых роликов к заготовке (рис. 5.15, а). В этом случае накатывание резьбы осуществляйся за счет вращения неподвижного 1 и подвижного 2 роликов. Последний имеет радиальную подачу s_p. Заготовка 3 устанавливайся на 0,1...0,6 мм выше линии центров роликов и опирается на специальный упор или линейку 4. По окончании процесса накатки радиальная подача роликов прекращается, происходит калибрование резьбы, затем заготовка выталкивается вверх;

б) накатывание резьбы винтовыми роликами 1 и 2 по второй схеме (рис. 5.15,б) осуществляется при разных скоростях вращения (v₁ и v₂) роликов, что достигается за счет изменения числа их оборотов (п₁ и п₂) при неизменных диаметрах или неодинаковых диаметрах (D_ср1 и D_ср2) при одинаковых числах оборотов. Заготовки 3 в обоих случаях подаются сверху вниз в пространство между роликами, которые имеют винтовую резьбу и смещены друг относительно друга в осевом отношении на 0,5 шага.

Рис. 5.15. Схемы накатывания резьбы роликами

При таком положении роликов происходит затягивание заготовок, формирование резьбы и подача заготовок вниз со скоростью ;

в) двумя роликами 1 и 2 с кольцевой резьбой (рис. 5.15, в) при осевой подаче s₀ заготовки 3 вдоль ее оси. Для осуществления процесса затягивания заготовки они с одной стороны должны иметь фаску. Оси роликов перекрещиваются под углом, равным 2τ, т. е. двойному углу подъема нарезаемой резьбы. Для осуществления процесса постепенного деформирования и получения резьбы на детали ролики имеют заборный конус с углом φ = 10...30°, который назначается в зависимости от свойств материала накатываемой заготовки и шага резьбы.

При расчете конструктивных параметров роликов с винтовой резьбой необходимо учитывать возможное равенство углов подъема резьбы роликов и заготовки. При этом средний диаметр ролика рассчитывается из соотношения

мм,

где t_p — ход резьбы ролика, мм;

Р и d₂ — шаг и средний диаметр резьбы заготовки, мм;

i—число заходов, равное целому числу.

Однако, учитывая износ и перешлифовку ролика в процессе его эксплуатации, на чертеже обычно проставляют два размера среднего диаметра нового и изношенного роликов:

мм;

мм.

При этом наружный диаметр нового ролика определяется по формуле

D= 1,0175 D_ср._расч +2h₁.

Диаметр отверстия ролика и размер шпоночной канавки принимаются исходя из конструктивных соображений, а ширина или высота ролика обычно на два-три шага резьбы больше длины накатываемой заготовки.

В промышленности для накатывания резьбы широко распространены резьбонакатные головки различных типов: универсальные самооткрывающиеся консольные и неконсольные, а также резьбонакатные плашки — головки НП, НТП и др.

Заслуживают внимания универсальные самооткрывающиеся головки консольного типа НГ-2, НГ-3 и т. д., применяемые при накатывании резьб различных диаметров. По конструкции эти головки (рис. 5.16) напоминают резьбонарезные. В корпусе 5 с одной стороны вставляется цилиндрический хвостовик 6, а с другой, торцевой, имеются три Т-образных паза, в которые входят и могут там перемещаться в радиальном направлении кулачки 4. На корпусе установлено нажимное кольцо 3, имеющее скошенные под углом площадки, на которые опираются кулачки 4, прижимаемые пружинами 2. Опорные плоскости кулачков скошены с учетом угла подъема τ накатываемой резьбы. Для обеспечения накатывания резьбы на определенную длину в отверстии корпуса расположен сердечник 7 с упором 1, включение и выключение головки производится рукояткой 8.