animateMainmenucolor
activeMenucolor
Станкостроительный завод Металлообрабатывающие станки и инструмент
г. Набережные Челны
Обратная связь
Главная / ЧПУ станок / Обработка резанием / Резьба на токарном станке ЧПУ за один проход

Резьба на токарном станке ЧПУ за один проход

Резьба на токарном станке ЧПУ - это автоматизированный процесс с помощью которого подготавливаются элементы разъемных соединений, востребованные при прокладке магистральных сетей, изготовлении механизмов, проведении ремонтных и модернизационных работ.

В этой статье говорится о исследовании процесса того, как нарезается резьба на токарном станке за один проход. Для этого использовался токарный станок ЧПУ 16К20Ф3 с различными скоростями резания (20,30,40,50,60,70,80,90,100 м/мин) при обработке стали 45. Предварительно, разберем основные понятия о винтовой линии и о витке. Если, например, (рис. 1, а) прямоугольный треугольник ABC, вырезанный из плотного картона или из прочной фольги, сторона АВ которого равна длине окружности πD основания цилиндра Е, навернуть на цилиндр таким образом, чтобы сторона АВ совпала с основанием цилиндра, то сторона АС образует на боковой его поверхности линию, которая и будет называться винтовой линией.

Далее, предположим, что плоская фигура, например треугольник abc (рис. 1, б), стороной ab касается образующей цилиндра Е и расположен в плоскости, проходящей через его ось. Допустим, что этот треугольник двигается, оставаясь в плоскости, проходящей через ось цилиндра Е, причем вершина его скользит по винтовой линии, нанесенной на цилиндре. При движении треугольника на боковой поверхности цилиндра Е получаются винтовой выступ N и винтовая канавка М, образующие наружную винтовую резьбу. Представив подобную модель становится более понятным как выполняется резьба на токарном станке.

Рис. 1 Получение винтовой резьбы

Если бы треугольник abc двигался по винтовой линии, нанесенной на внутренней цилиндрической поверхности (на стенках отверстия), на этой поверхности была бы образована внутренняя винтовая резьба. Винтовой выступ резьбы, получившийся после одного полного оборота образующей ее фигуры, называется витком.

В настоящее время существующая технология нарезания наружной резьбы резцом (наружный виток) предусматривает несколько проходов. Число проходов зависит от обрабатываемого материала и шага нарезаемой резьбы. Рекомендуемые скорости резания, составляют 10–16 м/мин. Из теории резания известно, что при данных скоростях происходит наиболее интенсивно процесс наростообразования, что в значительной степени снижает качество нарезаемой резьбы. С целью решения данной задачи авторами проведены исследования процесса нарезания наружной резьбы на токарном станке с ЧПУ 16К20Ф3 за один проход с различными скоростями резания при обработке стали 45. Резьбы нарезалась с шагом 1.5, 2.0, 2.5, 3.0 мм. В качестве инструмента использовали резьбовые пластины марки Sandvik Coromant (рис. 2).

Рис. 2. Пластина для нарезания метрической наружной правой резьбы марки Sandvik Coromant

Пример маркировки пластины: 266RG-16MM01A250M 1125. Расшифровка по стандартам ISO показывает, что используются пластины из материала Т15К6, размер пластины 16 мм, пластина для нарезания наружной правой метрической резьбы с полным профилем 60° и шагом 2,5 мм.

Геометрические параметры профиля нарезаемой резьбы контролировались с помощью микроскопа БИМ-21. Контроль высоты микронеровности профиля резьбы осуществлялся визуально и тактильно с помощью образцов шероховатости, представленных на рис. 3.

Рис. 3. Образцы шероховатости по ГОСТ 9378–75

Геометрические параметры профиля получаемой резьбы соответствовали требованиям класса точности 6g, шероховатость для данного класса резьбы должна соответствовать Ra 6.3.

Как показали результаты исследования, скорость резания оказывает существенное влияние на шероховатость профиля резьбы (рис. 4).

Рис. 4. Скорость резания: а – Vрез = 20 м/мин; б – Vрез = 100 м/мин

На рис. 5 представлен обобщенный график зависимости шероховатости от скорости резания для всех шагов при обработке стали 45.

Рис. 5. Обобщенный график зависимости шероховатости от скорости резания для всех шагов при обработке стали 45

Из графика видно, что качество профиля резьбы улучшается с увеличением шага резьбы. При нарезании резьбы на токарном станке со скоростью 60 м/мин, резьба с шагом 2,5 мм имеет профиль шероховатости Ra 6,3. При достижении скорости резания более 80 м/мин у всех исследуемых шагов резьб (за исключением 2,5 мм) шероховатость профиля находится в пределах Ra3,2.

В результате проведенных исследований установлено, что нарезать наружные крепежные резьбы резцом по стали 45 на станках с ЧПУ возможно за один проход со скоростью резания 80...100 м/мин. При этом повышается производительность данной операции в несколько раз в зависимости от шага нарезаемой резьбы.

Еще расскажем про общие правила настройки токарного станка для нарезания резьбы. Что бы нарезать резьбу на токарном станке необходимо, чтобы в момент, когда нарезаемая деталь выполняет полный оборот, резец перемещался на величину шага (хода) одноходовой и хода многоходовой нарезаемой резьбы. В результате нескольких проходов резца, углубляемого перед каждым проходом в металл детали, на поверхности заготовки формируются винтовая канавка и винтовой выступ, образующие резьбу. Согласование скоростей перемещения резца и вращения детали достигаются на современных станках соответствующей установкой рукояток коробки подач, а на старых токарных станках путем соединения шпиндел и ходового винта набором сменных шестерен. Бывают токарные станки, у которых коробка подач не обеспечивает возможности для нарезания некоторых видов резьб. Резьба на токарных станках такого типа выполняется с применением дополнительных сменных шестерен.