Резьбы широко используются для крепления и соединения механических деталей и передачи крутящего момента. По своему назначению их можно разделить на три категории:
- Крепежные резьбы: используются для крепления и соединения деталей, основными требованиями являются свинчиваемость и надежность соединения. При выборе типов резьбы чаще встречаются обычные резьбы и резьбы MJ.
- Трансмиссионная резьба: используется для передачи силы и смещения, например, винты станков, требующие плавной передачи и надежной передачи силы. Трапецеидальная резьба более распространена при выборе типов резьбы.
- Плотная резьба: используется для герметизации, требует герметичного соединения, отсутствия утечки воды, воздуха и масла. Коническая трубная резьба 55° и 60° чаще встречается при выборе типов резьбы.
Поскольку нити взаимозаменяемы и универсальны, их применение охватывает различные отрасли. Поэтому обработка нитей также имеет решающее значение.
Технология обработки нитей
Резьбой называют непрерывные выступы и канавки с одинаковым поперечным сечением, образованные по винтовой линии на поверхности цилиндра или конуса. В реальном производстве и обработке существуют два основных способа обработки внутренней и наружной резьбы: нарезание и накатывание.
Нарезание резьбы
Резание является наиболее эффективным и экономичным методом обработки резьбовых деталей. Под ним обычно понимают метод обработки резьбы на заготовках с помощью формообразующих инструментов или шлифовальных инструментов, в основном точение, фрезерование, нарезание резьбы, резьбонарезание и т. д. При точении и фрезерные резьбыцепная передача станка обеспечивает точное и равномерное перемещение токарного инструмента и фрезы на один шаг вдоль осевого направления заготовки при каждом ее повороте: при нарезании резьбы метчиком или плашкой инструмент (метчик или плашка) и заготовка вращаются относительно друг друга, а первая сформированная канавка резьбы направляет инструмент (или заготовку) для перемещения в осевом направлении.
Нить Турнинг
Точение резьбы подразделяется на обработку резьбы на обычном токарном станке и обработку резьбы на токарном станке с ЧПУ.
Для нарезания требуемой резьбы на токарном станке необходимо обеспечить вращение шпинделя на один оборот, а резцедержатель приводит в движение токарный резец для перемещения шага обрабатываемой резьбы. Эта строгая связь между шпинделем и резцедержателем обычного токарного станка реализуется посредством внутренней соединительной передаточной цепи, то есть общим передаточным отношением всех передаточных пар между шпинделем и ходовым винтом. При обработке резьбы с разным шагом необходимо только отрегулировать общее передаточное отношение всех передаточных пар между шпинделем и ходовым винтом. Поскольку на его величину влияет передаточная пара в передаточной цепи, существует лишь несколько ограниченных значений, поэтому шаг резьбы токарной обработки ограничен.
Быстрое развитие науки и техники выдвинуло требования высокой точности и высокой сложности к механическим изделиям, а модификация изделий происходит часто. Это не только выдвигает требования к точности и эффективности для станков и оборудования, но также выдвигает требования к универсальности и гибкости. Особенно в таких промышленных секторах, как авиация, судостроение и производство оружия, большинство компонентов, которые необходимо обрабатывать, имеют характеристики высокой точности и сложной формы. Использование обычных станков для обработки таких деталей не только трудоемко и неэффективно, но и сложно обеспечить точность. Некоторые детали даже невозможно обработать. В связи с этим станки с ЧПУ станут основным направлением механического обрабатывающего оборудования.
Обработка резьбы на токарном станке с ЧПУ основана на обнаруженном сигнале вращения шпинделя для управления подачей шагового двигателя, реализации пропорционального соотношения, необходимого для нарезания резьбы, и вырезания резьбы, которая соответствует требованиям. Обработка резьбы завершается объединением системы управления, системы шпинделя и системы привода. Она решает проблемы, существующие в токарной обработке резьбы на токарном станке с ЧПУ, посредством подключения инкрементальных фотоэлектрических энкодеров, обнаружения, расчета и обработки систем ЧПУ. Метод расчета компенсации шага устраняет ошибку обработки шага. Обработанные детали не только высокоточны, но и могут снизить трудоемкость оператора и повысить эффективность обработки. Неизбежная тенденция токарной обработки резьбы на токарном станке с ЧПУ подходит для обработки большого количества деталей сложной формы.
Нить Мзаполнение
Резьбофрезерование обычно выполняется на специальном резьбофрезерном станке. В зависимости от различных конструкций применяемой фрезы его можно разделить на два метода.
- Фрезерование дисковой резьбовой фрезой. Этим способом обычно обрабатывают крупногабаритные передаточные резьбы. Из-за низкой точности обработки его обычно используют только для черновой обработки, а затем выполняют чистовую обработку точением.
- Фрезерование гребневидной резьбовой фрезой. Обычно применяется для обработки коротких треугольных внутренних и наружных резьб с малым шагом. Эффективность обработки высокая, но точность низкая.
В процессе обработки используются три вида движений, а именно: быстрое вращение фрезы; медленное вращение заготовки. Продольное движение фрезы или заготовки. В серийном и массовом производстве фрезерование широко применяется для обработки резьбы.
Нажатие и Трезьба
Нарезание резьбы заключается в ввинчивании метчика в предварительно просверленное нижнее отверстие на заготовке с определенным крутящим моментом для обработки внутренней резьбы. Для внутренних резьб малого размера нарезание резьбы является практически единственным эффективным методом обработки.
При единичном мелкосерийном производстве нарезание резьбы можно выполнять вручную метчиком. При большой партии ее следует обрабатывать машинным метчиком на токарном, сверлильном станке или резьбонарезном станке, при этом эффективность обработки выше, чем при нарезании резьбы. Например, при обработке некоторых распространенных гаек токарь может сначала просверлить нижнее отверстие и отрезать его, а затем метчиком обработать резьбовую часть, что не только снижает трудоемкость обработки оператора, но и повышает качество продукции и производительность труда.
Нарезание резьбы заключается в использовании плашки для вырезания наружной резьбы на заготовке в виде прутка (или трубы). Диаметр резьбы нарезания резьбы обычно не превышает 16 мм. Этот метод обработки подходит для обработки деталей небольшими партиями.
Недостатком метода нарезания резьбы является низкая точность обработки, поэтому его применяют в основном для обычных резьб с низкой точностью обработки.
Нить гшлифовка
Часто используется для обработки закаленных резьб, таких как метчики, резьбовые калибры, резьбонакатные колеса и резьбы на прецизионных приводных винтах. Для исправления деформации, вызванной термической обработкой, и повышения точности обработки необходимо шлифование. Шлифование резьбы обычно выполняется на специальном резьбошлифовальном станке. Перед шлифованием резьба может быть подвергнута черновой обработке точением, фрезерованием и т. д. Для прецизионных резьб небольшого размера их также можно напрямую нарезать. Диапазон обработки относительно невелик.
Накатка нити
Накатка резьбы — это метод использования прокатных инструментов для сжатия и пластической деформации металла с целью формирования резьбы. Металлические волокна накатанной резьбы непрерывны, в то время как металлические волокна нарезанной резьбы разъединены. Согласно анализу микроструктуры, накатанные резьбы обладают уникальными преимуществами:
- Накатка нитей может улучшить качество поверхности и не приводит к образованию отходов.
- Это повышает твердость и прочность поверхностного металла обрабатываемой заготовки, особенно значительно увеличивается твердость поверхности основания зуба, что позволяет улучшить прочность резьбы на растяжение и сдвиг по сравнению с точеной резьбой, тем самым увеличивая износостойкость и срок службы резьбы.
- Это позволяет сократить расход инструмента, а эффективность производства в несколько десятков раз выше, чем при нарезании резьбы, и ее легче автоматизировать.
- Прокатка — это процесс обработки без образования стружки, позволяющий экономить материалы.
Накатка резьбы обычно выполняется на резьбонакатном станке, резьбонакатном станке или автоматическом токарном станке, оснащенном автоматически открывающейся и закрывающейся резьбонакатной головкой. Подходит для массового производства наружной резьбы стандартных крепежных деталей и других резьбовых соединений. Процесс накатки гарантирует, что волокна материала не будут разрезаны, направление линий потока металла будет разумным, будет эффект холодной обработки давлением, а на поверхности останется остаточное напряжение. Прочность накатанной резьбы на 30~40% выше усталостной прочности нарезанной резьбы. Если резьба накатывается после термической обработки, ее усталостная прочность может быть увеличена на 70~100%.
Наружный диаметр накатываемой резьбы обычно не превышает 25 мм, а длина не превышает 100 мм. Диаметр используемой заготовки примерно равен среднему диаметру обрабатываемой резьбы. Твердость материала не может превышать концентрацию, вызывающую преждевременное усталостное повреждение. Накатка, как правило, не может обрабатывать внутреннюю резьбу. В зависимости от различных накатных плашек накатка резьбы может быть разделена на накатку резьбы и накатку резьбы.
роллинг Нить
Накатка резьбы заключается в использовании двух резьбонакатных пластин с резьбовыми канавками для сжатия заготовки таким образом, чтобы на ее поверхности образовалась требуемая резьба.
При накатывании резьбы одна из двух резьбонакатных пластин закреплена на станке, а другая перемещается линейно вместе с суппортом станка. Таким образом, заготовка приводится во вращение по часовой стрелке. Одного хода подвижной резьбонакатной пластины достаточно, чтобы завершить выдавливание резьбы заготовки.
Нить роллинг
При накате резьбы два резьбонакатных колеса устанавливаются на главных валах по обе стороны резьбонакатного станка, которые равны друг другу. Главные валы приводят их во вращение в одном направлении и постепенно приближают друг к другу. Согласно конструкции обычных резьбонакатных станков, один главный вал закреплен и не движется (называется неподвижным главным валом), а другой главный вал может двигаться в горизонтальном направлении (называется подвижным главным валом).
Этот метод обработки необходимо использовать на резьбонакатном станке, а обрабатываемая резьба должна быть завершена резьбонакатным колесом с этой спецификацией резьбы. Оператор регулирует установку резьбонакатного колеса, чтобы поместить заготовку между двумя резьбонакатными колесами вдоль направления подачи резьбонакатного колеса, и осторожно удерживает ее рукой за конец. Заготовка находится между резьбонакатными валами и приводится ими во вращение в противоположном направлении. Таким образом, резьба на поверхности резьбонакатного колеса вдавливается в заготовку под действием радиальной силы, так что резьба формируется на поверхности заготовки.
Резьба, обработанная методом накатки резьбы, не только имеет хорошее качество поверхности, но и значительно повышает усталостную прочность резьбы и подходит для крупносерийной обработки резьбы в серийном производстве.
Факторы, которые следует учитывать при обработке потоков
Как и другие типы поверхностей, резьбы также имеют определенные требования к точности размеров, точности формы и положения, а также качеству поверхности. Из-за их различного использования и требований к использованию технические требования также различаются. С помощью анализа вышеуказанных методов многопоточной обработки, факторы, которые следует учитывать комплексно при обработке определенной детали, являются.
Форма заготовки
Если вы сталкиваетесь с относительно небольшой заготовкой с внутренней резьбой, обработка резьбы обычно выполняется путем нарезания резьбы на токарном или сверлильном станке. Болты и винты обычно накатываются на резьбонакатном станке. Если заготовка большая, резьба обычно нарезается на токарном станке.
Точность размера резьбы
Если требования к точности размера резьбы низкие, можно выбрать нарезание резьбы или использовать метчик и плашку для обработки резьбы, или фрезерование резьбы, например, для обычных болтов и винтов. Напротив, высокоточные резьбы необходимо накатывать, чтобы соответствовать требованиям к точности детали, например, для прецизионных болтов.
Материал заготовки и термическая обработка
В зависимости от материала заготовки и прочности после термообработки, резьба после термообработки трудно поддается обработке. Когда структура резьбы подходит, для завершения обработки наружной резьбы обычно используется прокатка, что не только легко поддается обработке, но и может повысить прочность детали.
Тип производства, условия и технические требования
Иногда, хотя болтовые конструкционные детали могут быть прокатаны, поскольку прокатка резьбы должна быть первым выбором по прочности резьбы и качеству поверхности, учитывая мелкосерийное и только единичное производство, резьба обрабатывается. В то же время она также должна основываться на требованиях чертежа. Некоторые чертежи деталей требуют прокатки резьбы. Наконец, необходимо соответствовать производственным условиям агрегата и использовать имеющееся инструментальное оборудование агрегата, чтобы максимально завершить обработку резьбы.
Выше в основном обсуждаются методы обработки резьбы и анализируются основные факторы, которые следует учитывать при обработке резьбы. После понимания нескольких общих методов обработки резьбы мы должны всесторонне рассмотреть их при составлении инструкций по процессу, включая тип производства, технологическое оборудование, требования к сборке и технические требования, выбор точности размера резьбы, термическую обработку и другие факторы. В соответствии с характеристиками процесса каждого метода обработки мы должны выбрать соответствующий производственный процесс и предыдущие и последующие процессы, чтобы в конечном итоге удовлетворить требованиям сборки и требованиям чертежа. Таким образом, мы можем выбрать соответствующий метод обработки для резьбы в реальном производстве и стремиться завершить обработку резьбы самым простым, экономичным и эффективным способом.
