Накатывание является одним из самых прогрессивных методов образования резьбы на различных деталях и в первую очередь на винтах, шпильках и метчиках. В настоящее время процесс накатывания резьбы получил особенно широкое применение при массовом и крупносерийном производствах. Например, в производстве метчиков он почти вытеснил все другие методы получения резьбы.

Процесс накатывания

При накатывании в результате воздействия больших радиальных сил витки резьбы инструмента деформируют металл заготовки и образуют на ней резьбу. Обработанный поверхностный слой металла получает более высокие механические свойства (повышение твердости и прочности). Это обусловлено тем, что при накатывании волокна не перерезаются, как это имеет место при нарезании резьбы любым режущим инструментом, а деформируются согласно конфигурации резьбы. Метчики с накатанной резьбой могут обладать повышенной стойкостью благодаря уплотнению поверхностного слоя. Однако при неправильно выбранном материале или технологическом процессе может иметь место образование поверхностной чешуйчатости и отслаивание материала по резьбе.

В практике получили распространение два типа накатных инструментов: плашки (рис. 366, а) и ролики (рис. 366, б). Оба инструмента работают комплектом, состоящим из двух штук.

Накатывание роликами

Накатывание роликами является более совершенным процессом по сравнению с накатыванием плашками . Ролики по сравнению с плашками работают с малыми давлениями, возникающими в процессе накатывания. Это позволяет получать резьбу на полых или тонкостенных деталях, а также на деталях с повышенной твердостью (до HRC 35-40).

Резьба на ролике может быть получена путем шлифования по профилю, что обеспечивает более высокую точность накатанной резьбы (2-го и 1-го классов) и высокую чистоту обрабатываемой поверхности (7-9-го классов). Ролики обеспечивают простоту установки и регулирования на размер накатываемой резьбы. Плашки не могут дать такой точности из-за недостатков конструкции и сложности обслуживания станка.

При накатывании роликами формирование резьбы зависит от радиальной подачи и окружной скорости их вращения, которыми можно варьировать в определенных пределах. Путем соответствующего выбора режима можно получать резьбу даже на деталях, сделанных из малопластичных материалов, например из быстрорежущей стали. Для плашек это или невозможно, или сопряжено с низкой стойкостью, так как у них формирование резьбы заканчивается на заборной части, длина которой сравнительно невелика. Существенными преимуществами первого метода являются также малые габариты станков, простота их наладки и обслуживания.

Ролики на обычных станках допускают обработку резьбы на деталях от 2 до 60 мм, тогда как плашки от 3 до 24 мм.

Недостатки накатывания

Недостатком накатывания при помощи роликов является пониженная его производительность (60-80 шт. в минуту) по сравнению с накатыванием плашками (100-120 шт. в минуту).

Накатывание роликами используется при изготовлении деталей с точной резьбой (например, метчиков), тогда как накатывание плашками для винтов, шпилек и других подобных деталей с резьбой пониженной точности.

Технические характеристики. Роликовые плашки.

Роликовые плашки JBO предназначены для деформируемых материалов с минимальной деформацией 8% и прочностью ок. 900 N/mm2.

Подготовка заготовки

Обрабатываемая заготовка должна быть ориентирована на диаметр предварительной обработки. Этот диаметр по причине различия прокатываемого материала является контрольным значением и будет, если необходимо, постепенно увеличен до той степени, пока профилю резьбы будет полностью придана законченная форма. Последующее увеличение диаметра может повредить инструмент вследствие перегрузки. Обращайте должное внимание на допуски внешнего диаметра резьбы.

Фаска заготовки должна быть после обработки 15-20°, для лучшего накатывания. Фаска и диаметр предварительной обработки должны вращаться без биения.

Канавка на конце резьбы может быть выполнена с углом а до 30°. При прямоугольной канавке происходило бы выкрашивание резьбовых роликов и поэтому прямоугольная канавка должна бы была размещена после резьбовых роликов.

Резьба	Ø предварительной обработки Контрольное значение
M1	0,80
M1,2	1,00
M1,4	1,16
M1,6	1,31
M1,7	1,42
M1,8	1,52
M2	1,67
M2,2	1,84
M2,3	1,98
M2,5	2,13
M2,6	2,25
M3	2,60
M3,5	3,03
M4	3,46
M4,5	3,93
M5	4,39
М6	5,25
М8	7,08
М2,5x0,35	2,22
M3x0,35	2,72
М3,5х0,35	3,22
M4x0,35	3,72
М4х0,5	3,60
М5х0,5	4,60
М6х0,5	5,60
М7х0,5	6,60
М8х0,5	7,60
M6x0,75	5,43
M7x0,75	6,43
M8x0,75	7,43
М8х 1	7,25
M10x1	8,25

Скорость обработки

Мы рекомендуем скорость обработки от 20 до 50 м/мин. Цветные металлы обрабатываются в верхнем диапазоне скорости резания, автоматные стали в среднем и сложно поддающиеся обработке в нижнем диапазоне. Необходимым условием является достаточное количество масла для смазки и охлаждения режущего инструмента.

Роликовые плашки JBO снабжены роликами с вальцованным профилем.

При помощи роликов с вальцованным профилем достигается более точный профиль резьбы и более высокая точность шага. Кроме того, вальцованный профиль оказывает положительное влияние на срок службы роликов (в случае материала, сложно поддающегося обработке).

Руководство по установке передвижных резьбовых роликов RSV при помощи держателя роликов RSV 2 до 10.

1. Положить ролики на держатель (подставку), раскрутить гайку до той степени, пока ролик будет отцентрирован и свободно прилегает. Закрутить контргайкой.
2. Внешний диаметр заготовки установить на диаметр предварительной обработки (контрольное значение), прокрутить резьбу, проверить диаметр резьбы.
3. При корректировке размеров прежде установить диаметр резьбы при помощи гайки. Затем установить внешний диаметр резьбы посредством изменения диаметра предварительной обработки, при этом следовать методу указанному в пункте «Подготовка заготовки» (см. выше).

Накатывание резьбы – наиболее производительный способ образования резьбы на деталях без снятия стружки, методом пластического деформирования.

Преимущества накатывания:

1) Улучшение физико-механических свойств поверхностного слоя металла, т.к. в результате наклепа прочность резьбы повышается на 20 – 40%.

2) Экономия металла на 10 – 30%, т.к. диаметр заготовки под резьбу меньше диаметра получаемой резьбы и процесс идет без снятия стружки.

3) Точность и шероховатость поверхности резьбы соответствуют шлифованию.

4) Производительность в десятки раз выше.

Существуют следующие типы инструментов и способы накатывания резьбы:

1) Резьбонакатные ролики – для накатывания резьб по способу радиального движения подачи роликов, касательного движения подачи заготовок и с осевой подачей.

2) Резьбонакатные головки, оснащенные комплектом роликов: аксиального типа с осевой подачей, головки тангенциального типа и головки радиального типа с радиальной подачей роликов.

3) Резьбонакатные плашки плоского или сегментного типа, или выдавливающие сборные плашки.

Выбор типа инструмента и способа накатывания резьбы зависит от:

Типа резьбы;

Ее размеров, точности и длины;

Материала заготовки;

Накатывание резьбы роликами производится по следующим схемам:

1) С радиальной подачей роликов (наиболее распространен);

2) С касательной подачей заготовок;

3) С осевой подачей заготовок;

С радиальной подачей ролики вращаются синхронно. Заготовки устанавливают на опорную линейку ниже центра ролика на 0,2...0,3 мм для предотвращения ее выталкивания при накатывании.

Расстояние между роликами:

В начале накатывания

В конце накатывания

D 1 , D 2 – диаметры роликов;

d – наружный диаметр резьбы;

d 1 – внутренний диаметр резьбы;

Направление резьбы на ролике противоположно направлению резьбы на детали. Основным условием является равенство углов подъема резьбы роликов и заготовки.

Накатывание с касательной подачей заготовок производится, когда ролики имеют постоянное межосевое расстояние. Заготовка из бункера подается в сепаратор, который переносит ее в зону накатывания и удаляет после накатки. Накатывание с касательной подачей возможно двумя роликами с разными окружными скоростями или числами оборотов, или за счет диаметра роликов.

Накатывание с осевым движением подачи заготовок производится на деталях большой длины. Осевая подача осуществляется за счет составляющей силы накатывания двумя или тремя роликами. Резьбонакатные головки аксиального типа имеют конструкцию, когда на корпусе установлены ролики под углом, равным углу подъема резьбы. Они имеют заборную часть и по шагу 1/n смещены друг относительно друга (n – количество роликов). Наиболее распространены самораскрывающиеся головки.

При накатывании тангенциальными головками их применяют на станках токарной группы. Вращение роликов осуществляется под действием вращающейся заготовки. Окончание накатывания производится в одной плоскости.

Плоские резьбонакатные плашки применяют для изготовления крепежных резьб. По конструкции бывают: простые и универсальные. При накатке одна плашка неподвижна, а вторая совершает возвратно-поступательное движение. Плашки устанавливают строго параллельно, а витки резьбы смещены на 0,5 шага. Длина подвижной плашки:

l 1 - длина заборной части;

Кроме нарезания резьбы круглыми плашками и раздвижными клуппами, применяют резьбонакатные плашки для накатывания резьб. В данном упражнении рассматривается накатывание резьб резьбонакатными плашками типа НП1 с диапазоном диаметров резьбы 4-6 мм.

В резьбонакатную плашку НП1 можно установить следующие комплекты роликов для накатки резьбы с шагом (мм): М4 - 0,7; М5 - 0,8; М6 - 1.

Перед накатыванием резьбы следует выполнить ряд подготовительных работ.

1. Подготавливают заготовку (болты, винты, шпильки) к накатыванию резьбы:

а) проверяют диаметр заготовки, который должен соответствовать размеру, указанному в табл. 6.

Таблица 6. Диаметр заготовок под накатывание резьбы, мм

Примечание . Все размеры даны в миллиметрах.

б) снимают напильником заходную фаску на конце заготовки под углом 10° к оси, чтобы диаметр на переднем конце заходной части был равен внутреннему диаметру резьбы минус ~0,3 мм;

в) заготовку устанавливают и зажимают в тисках в вертикальном положении.

2. Резьбонакатные плашки, находящиеся в разобранном состоянии, подготавливают к работе:

а) в зависимости от диаметра и шага резьбы к плашке подбирают резьбонакатные ролики;

Рис. 195. Резьбонакатные ролики:
а - установка н закрепление роликов в корпусе плашки; б - расположение роликов в корпусе плашки; в - положение зубчатых венцов осей и зубьев колеса в корпуce плашки

б) оси роликов 1 (рис. 195) устанавливают передним торцом с буртиком на плоскость верстака;

в) эксцентрическую шейку оси роликов 2 смазывают тавотом и надевают на нее резьбонакатные ролики 3;

г) ролики (в сборе) вставляют осями в отверстия корпуса 4 в порядке восходящих номеров, обозначенных на роликах и на корпусе метками 1-3 (рис. 195, б), а с противоположной стороны корпуса (рис. 195, в) зубчатые венцы осей 5 должны быть сопряжены с зубьями зубчатого колеса 6;

д) в выточку корпуса вставляют зубчатое колесо 6 (см. рис. 195, в) так, чтобы зубчатые венцы осей 5 были сопряжены с зубьями зубчатого колеса, а выступ В был расположен между двумя регулировочными стопорными винтами 9;

е) оси роликов закрепляют (предварительно) в корпусе гайками 5 с шайбами 7 (рис. 195, а);

ж) ролики устанавливают на требуемый размер резьбы; для этого резьбовой калибр или болт устанавливают по оси плашки между тремя роликами;

з) ролики сближают так, чтобы гребни их резьбы плотно охватывали резьбу калибра (болта). Сближение выполняется двумя регулировочными стопорными винтами 9, один из них вывертывают, а другой завертывают в корпусе 4. При этом завертываемый винт 9, перемещая выступ В, одновременно поворачивает зубчатое колесо 6 и эксцентрическую шейку осей роликов 2, которые сближают резьбонакатные ролики (рис. 195, а, в).

После установки роликов на размер центральное зубчатое колесо 6 стопорят винтами 9 и окончательно зажимают оси роликов 1 гайками 8;

и) калибр (болт) вывертывают из роликов и проверяют свободное вращение на шейках осей.

3. Прием накатывания резьбы состоит в следующем:

а) на нарезаемый конец заготовки накладывают плашку, при этом заходная фаска должна войти без перекоса между тремя резьбонакатнымн роликами плашки;

б) правой рукой охватывают плашку, надавливая на нее вниз, а левой рукой поворачивают плашку по часовой стрелке, применяя метод самозатягивания (рис. 196, а). Принудительная подача плашки на заготовку производится только в начале работы - до захвата роликами;

Рис. 196. Приемы работы:
а - резьбонакатной плашкой для самозатягивания; б - резьбонакатнымн плашками

в) после самозатягивания выполняют вращение плашки с помощью рукояток (рис. 196, б) накатывая резьбу за один проход на заданную длину;

г) обратным вращением плашки свертывают ее с резьбы, протирают чистой тряпкой и провертывают качество накатки калибром-кольцом.

После выполнения задания смывают смазочный материал, протирают инструмент чистой тряпкой и кладут на место.

Накатывание резьбы осуществляется при помощи давления, а не резания металла. При этом методе волокна материала не разрезаются, а деформируются пластически под воздействием резьбонакатных плашек или роликов, выступы которых вдавливаются в обрабатываемый металл. Полученная таким методом резьба имеет ровную, чистую и уплотненную поверхность.

Накатывается резьба в холодном состоянии. Материал изделия влияет весьма сильно на качество резьбы: высокое качество резьбы получается на изделиях из пластичного материала; на твердом материале резьба, в особенности крупная, накатывается на мощных станках с большими нагрузками.

Резьбу можно накатывать двумя способами: 1) плоскими накатными плашками и 2) накатными роликами (иногда их называют круглыми плашками).

На рис. 18 показана схема накатывания резьбы плоскими плашками. Плашка 1 неподвижна, а подвижная плашка 2 установлена на ползуне, совершающем прямолинейное возвратно-поступательное движение; 3 - деталь в положении до накатывания; 4 - деталь в положении после накатывания.

Рис.18. Схема накатывания резьбы плоскими плашками

Рабочая поверхность плашек имеет прямолинейную резьбу (развертку резьбы винта) с профилем и углом подъема, соответствующими

профилю и углу подъема накатываемой резьбы. Помещенная между плашками цилиндрическая заготовка в результате перемещения подвижной плашки 2 переходит из первоначального положения 3 в конечное 4 и при этом вследствие деформации металла приобретает резьбовую поверхность. Неподвижная плашка 1 имеет заборную часть, захватывающую заготовку и формирующую профиль резьбы, калибрующую часть, и сбег, обеспечивающий плавный выход заготовки из плашек. Подвижная плашка обычно изготовляется без заборной части.

При работе плоскими плашками возникают большие давления, Поэтому этим способом нельзя накатывать резьбы на недостаточно жестких или пустотелых заготовках.

Для получения требуемых размеров резьбы диаметр заготовки (d 3) должен быть примерно равен среднему диаметру резьбы. Его можно приближенно определить по формуле:

, мм,

где d 3 - диаметр заготовки в мм; d u - наружный диаметр резьбы в ни, d B - внутренний диаметр резьбы в мм.

Для накатывания резьбы плоскими плашками применяются специальныe станки, имеющие ползун, на котором крепится подвижная плашка. В зависимости от конструкции станка ползун с плашкой совершает возвратно-поступательное движение в вертикальной, горизонтальной или наклонной плоскости. гайконарезные станки с плоскими плашками изготовляются автоматически действующими (в редких случаях с ручной установкой заготовки). Заготовка накатывается за один двойной ход ползуна. Длина ползуна зависит от длины плашек. При особо глубокой резьбе, большом шаге резьбы и т. п. для образования полного профиля резьбы приходится прокатывать заготовку между плашками два раза.

Плоскими плашками большей частью накатывают болты, винты и реже шурупы, обычно получая при этом резьбу 3-го класса точности Используемые для этого станки производят 120--150 двойных ходов, а наиболее современные - до 280 двойных ходов в минуту. Более точная резьба накатывается при 30-40 двойных ходах в минуту. Резьбонакатные автоматы, работающие плоскими плашками, выпускаются нескольких типоразмеров. На этих станках можно накатывать резьбу диаметром от 2 до 25 мм и длиной до 125 мм. Станки имеют автоматические загрузочные устройства и обладают высокой производительностью.

Рис. 19. Накатывание резьбы роликами:

а - одним роликом; б - двумя роликами с винтовыми витками; в - двумя роликами с кольцевыми витками, наклоненными под углом подъема резьбы

В практике широкое распространение получило накатывание резьбы роликами (круглыми плашками) с радиальной, продольной и тангенциальной подачей.

Накатывание резьбы с радиальной подачей производится одним, двумя и тремя роликами. Накатывание резьбы диаметром от 5 до 25 мм одним роликом (Рис. 19,а) применяется на токарных и револьверных станках и

автоматax. Заготовка 1 зажимается в патроне или цанге станка, а

резьбовый ролик 2 - в державке 3, устанавливаемой в суппорте 4 или револьверной головке станка.

Нa ролике 2 резьба направлена противоположно по сравнению с накатываемой резьбой заготовки, т. е. правая резьба накатывается роликом с левой резьбой, и наоборот. Средний диаметр ролика, число заходов и длина хода резьбы должны быть кратными тем же параметрам накатываемой резьбы.

Накатывание резьбы одним роликом часто вызывает изгиб заготовки из-за односторонней радиальной силы, возникающей при накатывании.

Наибольшее распространение получил способ накатывания резьбы мя роликами (рис. 19, б). Заготовка 1 помещается на направляющей планке 2, располагаемой между роликами 3. Оба ролика вращают -в одну сторону, причем один из роликов получает радиальную подочу (по стрелке А).

Значительно реже накатывают резьбу тремя роликами. Радиальная подача в этом случае дается одновременно всем трем роликам, Центрирование заготовки производится самими роликами, причем не требуетстся никаких опор.

Скорость вращения роликов изменяется от 12 до 100 м/мин в зависимости от диаметра резьбы, точности ее и материала заготовки. При.накатке роликами можно получить резьбу 1-го и 2-го классов точности, а иногда и точнее.

Автоматы, накатывающие резьбу роликами, производительнее резьбонакатных автоматов, работающих плоскими плашками. Накатывание резьбы с продольной подачей осуществляется двумя, тремя и четырьмя роликами, снабженными заборными частями при постоянном межцентровом расстоянии. После предварительной осевой подачи накатывание осуществляется путем самозатягивания заготовки или головки с роликами.

Ролики применяются с винтовыми и кольцевыми витками. В первом случае оси роликов и накатываемой заготовки параллельны, а во втором - наклонены под углом подъема (рис. 19, в). Длина накатываемой этим способом резьбы практически не ограничена. Накатывание резьбы с продольной подачей применяется для резьб треугольного, трапецеидального и даже круглого профиля диаметром до 100 мм.

Окружные скорости применяются от 3 до 100 м/мин в зависимости главным образом от материала заготовки. Точность резьбы отвечает 2-му.классу. Точность резьбы выше 2-го класса достигается при работе с принудительной подачей вместо самозатягивания.