Накатка резьбы

Станки и инструменты

виды рифления

Станки. Для выполнения накатки необходим токарный или другой станок с мощным держателем резца, потому что во время работы инструмент поперечно подается и прижимается к детали с повышенным усилием. Возможна автоматическая или ручная подача. На станке выставляются обороты не более 100 в минуту. Самые мощные и специализированные станки выполняют процедуру в один проход, иногда необходимо пройти несколько раз.

Ролики. Существует множество видов роликов, выполняющих различные формы рифления на поверхности детали. Ролик вставляется в державку, которая может быть:

• с плавающей головкой;
• V-образная;
• U-образная;
• двухсторонняя;
• односторонняя.

Универсальные накатки позволяют работать одновременно парой роликов, создавая крестовой узор. У некоторых моделей есть возможность изменения глубины канавок. Универсальные модели устанавливаются практически на любой станок. Ролики идут в комплект, их можно приобрести дополнительно.

Демонстрация токарной накатки в видеоролике:

Размеры под накатку резьбы

Изготовление резьбы накаткой производится на резьбонакатных станках. Это эффективный способ, позволяющий в короткие сроки сформировать резьбу большого количества видов крепежных элементов. Резьбовые детали, изготовленные методом накатки, прочны и долговечны.

Для болтов и винтов, резьба которых сформирована методом накатки, необходимы шайбы с диаметром, немного превышающем размеры стержня. Отверстия должны быть меньше, чем наружный диаметр резьбы. Шайбы объединяют с болтами, винтами и гайками перед проведением накатки.

При использовании накатки для создания резьбы гайки оснащают кольцевым выступом на опорном торце, превышающим толщину шайбы. В дальнейшем шайбу одевают на торцевой выступ с последующим завальцовыванием.

Крепежные изделия стандартного образца производятся из углеродистых сталей марок 10 и 35. Они изготавливаются с использованием метода холодной высадки с последующей накаткой. Использование технологии накатывания резьбы позволяет увеличить срез витков на 4-8%, что повышает прочность соединения до 1100 МПа. Накатанная резьба, при условии отсутствия термической обработки, проявляет на 30% большее сопротивление усталости, чем нарезанная. Резьба, изготовленная методом накатки, позволяет уменьшить концентрацию напряжения, сохраняя структурные волокна металла целостными.

Устройство и принцип работы

Чтобы понять, как происходит накатывание резьбы, необходимо разобраться с конструкцией оборудования. Она состоит из нескольких элементов:

1. Литая станина, на которой закрепляются остальные детали станка. Основание должно быть массивным, чтобы глушились вибрации, возникающие во время работы.
2. Рабочий стол. Может иметь дополнительные зажимы для заготовок.
3. Вращательные центры.
4. 3-х кулачковый патрон, электродвигатель.
5. Центральный вращающийся вал.
6. Контроллер для настройки машины. Современное оборудование комплектуется системами ЧПУ. Технологические процессы выполняются быстрее, точнее.
7. Суппорт для закрепления накатного ролика.

Принципы выбора

Выбирая станок для накатки резьбы, необходимо учитывать ряд факторов:

1. Метод подачи накатных роликов. Радиальная технология подойдёт для большинства выполняемых задач.
2. Габариты и масса оборудования. Выбирать эти показатели нужно зависимо от наличия свободного пространства.
3. Мощность двигателя.
4. Размеры рабочего стола. Выбирать следует зависимо от габаритов заготовок.
5. Система управления. Для серийного производства нужно отдавать предпочтение моделям с ЧПУ. Разовые работы можно выполнять на ручных конструкциях.

Преимущества и недостатки

Преимущества резьбонакатных машин:

1. Не образуется стружки. Благодаря этому не засоряются подвижные элементы конструкции.
2. Надёжность, износоустойчивость основных элементов.
3. Высокая производительность.
4. Повышенный показатель точности резьбовых соединений если установлена ЧПУ.

Панель ЧПУ для станка

Производители и стоимость

Существует несколько производителей промышленного оборудования, которые можно найти в строительных магазинах. Необходимо рассмотреть самые популярные модели:

1. ARM-40C. Машина для арматуры, которую используют на строительных площадках.
2. RH-65B. Машина для изготовления саморезов. С его помощью можно выпускать до 100 единиц крепежа за минуту. Качество не снижается на максимально допустимой скорости обработки.
3. PEE-WEE. Импортное оборудование, которое комплектуется ЧПУ, механизмом автозагрузки. Отличается надёжностью, износоустойчивостью, экономичностью. Позволяет обрабатывать заготовки разного размера.
4. KOMAND СНШ 12. Конструкция оборудуется ЧПУ. Автоматические механизмы позволяют изготавливать до 40 вариантов деталей. Среднее время накатки резьбы на изделие — 120 секунд. Возможно адаптировать характеристики машины по желанию заказчика.
5. Импортные станки, которые отличаются от других простой системой управления.

Стоимость промышленного оборудования — 750-900 тысяч рублей.

Преимущества обращения в компанию «ПРАКТИКА»

Качественный инструмент. Мы предлагаем профессиональные инструменты, выпущенные немецким производителем, специализирующимся на изготовлении промышленного инструмента. Кроме долговечности и выносливости, инструменты из каталога компании «ПРАКТИКА» отличаются также производительностью и экономичностью, поскольку основаны на современных технологиях.

Информационное сопровождение. При необходимости сотрудники компании «ПРАКТИКА» помогут подобрать инструмент в соответствии со спецификой и объемом работ вашей организации, проконсультируют на предмет его эксплуатации и обслуживания. Это поможет вам правильно выбрать техническое оснащение и обеспечить максимально продолжительное его использование.

Удобство поставок. Отгрузка инструмента для накатки внутренней резьбы и остального инструмента осуществляется компанией «ПРАКТИКА» в сжатые сроки. Возможно отправление в любой город РФ автомобильным или железнодорожным транспортом либо другими удобными для вас способами.

Комплексный подход. У нас представлен инструмент не только для нанесения внутренней резьбы, но и для других процессов металлообработки. Благодаря этому вы сможете заказать в одном месте весь инструмент, необходимый для модернизации или оснащения своих цехов либо мастерских.

Преимущества использования метчиков Centertap

Прочность резьбы. Накатка резьбы с помощью инструмента Centertap осуществляется посредством пластического деформирования, не прерывая «направление волокон». Это обеспечивает повышенные прочностные показатели и поверхностную твердость резьбы, позволяет использовать такие элементы в ответственных узлах и соединениях.

Увеличение шероховатости. Бесстружечные метчики Centertap выглаживают материал детали при накатке резьбы. Это позволяет увеличить надежность соединений, которые образуются с помощью крепежей, изготовленных по технологии пластичной деформации.

Стабильность и экономичность. Отсутствие стружки при накатке резьбы с помощью Centertap повышает стабильность технологического процесса, снижает себестоимость (по сравнению с нарезкой).

Универсальность. Инструмент для накатки резьбы Centertap может применяться и в сквозных, и в глухих отверстиях, глубина которых может быть большей, чем для нарезного оборудования. Это заметно расширяет сферу их применения.

Высокий эксплуатационный ресурс. У бесстружечных метчиков Centertap он выше, чем у нарезного инструмента. Описываемый инструмент также имеет увеличенную прочность, что обусловлено более значительным диаметром сердцевины. Это снижает риск поломки инструмента при накатке резьбы, а для заказчиков означает снижение расходов на обновление и ремонт металлообрабатывающего оборудования, минимизацию простоев производства.

Экономичность. Применение инструмента для накатки резьбы Centertap позволяет снизить расходы СОЖ, поскольку данная технология допускает использование распыления. Кроме этого, экономичность достигается за счет отсутствия необходимости в утилизации стружки.

Технологии накатывания резьб роликами

Начнем с описания оборудования. Для накатывания резьб используют автоматические и полуавтоматические станки. Они имеют по 2 или по 3 шпинделя и оснащаются приводами, создающими необходимые усилия для деформирования заготовок.

Расскажем вкратце о самых важных характеристиках и особенностях процесса.

1. Скорость накатывания. Она зависит от типа резьбы и прочности материала заготовки. Скорость варьируется в пределах от 15 до 90 м/мин.

2. Сила накатки. Выбирается по специальным номограммам или экспериментальным путем.

3. Функциональность. Современные станки имеют программное управление.

4. Автоматизация. Для ее обеспечения машины оснащают загрузочно-разгрузочными устройствами, о которых мы рассказывали выше.

Самое распространенное оборудование

Рассмотрим станки, которые получили максимальное распространение.

1. СНШ-12. Это станок от фирмы Komand. С его помощью по технологии накатывания изготавливают высококачественные резьбовые шпильки. Станком может управлять один человек. Имеется большое количество программ для получения высокоточных изделий.

Фотография №4: обработка заготовки на станке СНШ-12 от фирмы Komand

1. ARM-40C. Предназначение этого станка — изготовление арматуры. Его можно применять непосредственно на объектах. Эти агрегаты используют на стройках во всех странах мира.

2. PROFIROLL. Это универсальные и высокопроизводительные резьбонакатные станки от немецкого производителя. Отличаются удобной системой управления, длительным сроком службы и удобством в обслуживании.

Фотография №5: резьбонакатный станок PROFIROLL

1. RH-65B. При помощи этих резьбонакатных станков изготавливают надежные высококачественные саморезы. Производительность оборудования — свыше 100 шт./мин.

2. Pee-Wee. Это еще один немецкий бренд. Компания изготавливает высококлассные станки, предназначенные для накатывания резьб на цельных заготовках. Оказываемые на поверхности давления варьируются в пределах от 5 до 100 т.

Фотография №6: резьбонакатный станок Pee-Wee

Технология накатки резьбы

Резьба формируется в результате пластических деформаций металла. Инструмент с большим усилием вдавливается в тело заготовки, сталь выдавливается во впадины.

Для накатывания применяются следующие инструменты и приспособления:

• Ролики. Могут использоваться два или три приспособления, имеют осевую, радиальную или тангенциальную подачу.
• Резьбонакатные головки. Сложное по конструкции, но высокопроизводительное оборудование. Ограничение – длина резьбы не может превышать ширину роликов головки.
• Плоские плашки. Самое простое в изготовлении оборудование, длина резьбы не ограничивается. Применяются для создания метизов диfметром от 25 мм.
• Ролик-сегмент. Довольно сложные приспособления, позволяют получать соединения и высокой точностью параметров.
• Безстружечные метчики. Применяются редко из-за недостаточных параметров по качеству поверхности резьбы.

С точки зрения металлообработки, прокатка резьбы считается одним из способов холодной ковки – заготовка попадает между штампами. Пластическая деформация имеет прямую зависимость от максимального процента удлинения (пластичности) и текучести металла. Накатывать резьбу можно лишь на заготовках из сплавов с коэффициентом удлинения ≥ 12%. Еще один фактор, оказывающий влияние на возможность накатывания резьбы – твердость. Значение зависит от микроструктуры материала.

Модели резьбонакатного оборудования, основные параметры

Рассмотрим востребованное оборудование и их краткое описание, предназначенное для накатки резьбы:

«PEE-WEE». Среди конкурентной оснастки отличаются экономичностью и надежностью. Комплектующие и установка в целом произведены в Германии. Показатели накатывающего давления составляют 5-60 тонн. Все серии отехнических средств оснащаются автозагрузкой заготовок, не требующих участия человека, и могут работать с профилями значительной протяженности. Паспорт оборудования можно найти во Всемирной паутине.
«PROFIROLL». Станки изготовлены в Германии. Отмечаются элементарностью в системе управления. Они просты в обслуживании и имеют большой срок службы. Паспорт любой модели оборудования представлен на сайте компании.
«RH-65B». Резьбонакатной станок специализируется на выпуске саморезов. Производительность устройства составляет более 100 единиц в минуту. Качество выпускаемых саморезов не теряется при высоких темпах изготовления. Модель отмечается элементарностью в управлении и надежностью в работе. Стоит отметить, что подобная модель оборудования не слишком дешевая, но быстро окупается, так как строительные изделия пользуются спросом. Технический паспорт можно скачать в электронном виде.
«ARM-40C». Агрегат для арматуры, применяемый на стройках всего мира. Его результативность объясняется компактными параметрами конструкции и универсальностью условий использования, то есть можно применять, как непосредственно на строительных объектах, так и на плите перекрытия. Паспорт устройства представлен во Всемирной паутине.
«KOMAND СНШ 12». Резьбонакатный станок предназначен для создания резьбовых шпилек методом резьбонаката. Производительность агрегата для шпилек составляет — 3-120 сек/изделие и работает в автоматическом режиме. Основные преимущества: станок с ЧПУ и возможностью программирования до 40 вариаций деталей, настройку осуществляет персонал – один человек, быстрая окупаемость оборудования

Также важной положительной стороной агрегата считается адаптация под технические нужды заказчика.

Стоимость станка считается препятствием для покупателя. Изначальная цена резьбонакатной системы часто становится проблемой для потребителя, так как стоимость агрегата превышает расценку винторезной техники. Но этот недостаток легко перекрывается техническими и экономическими параметрами, которые предполагают накатывание резьбового соединения в долгосрочной перспективе.

Инструменты и монтаж на станках

Стружка при этом процессе не образуется, т. к. канавка продавливается специальным  инструментом. Для токарной накатки применяются следующие приспособления:

• разнообразные ролики;
• зубчатые накатники;
• универсальные накатники;
• стандартные шарики
• накатывание резьбы и другие инструменты;

Составляющими первого приспособления являются накатной ролик и державка. С помощью такого средства выполняют разные по узору формы рифлений на деталях. Державка со вставленным в нее роликом, так выглядит это приспособление. Эта снасть бывает двусторонней и односторонней, все зависит от выполняемых рифлений. Прямой узор делают однороликовым приспособлением.

А вот сетчатую форму можно получить, используя двусторонний аппарат. Накатные токарные ролики делают из инструментальных марок стали, имеющих соответствующий гост. Рисунок рифлений на них выполняется на фрезерном станке. Зубчатые накатники токарные один из самых распространенных вариантов нарезки цилиндрической шестерни, можно сделать своими руками. Используя такие приспособления за один проход можно получить нужное изделие.

Универсальная накатка для токарного станка – этой снастью можно выполнять нарезку резьбы, насечки, риски и другие операции на заготовках цилиндрической и конической формы. Своими руками ее также можно сделать из стали или латуни. Самодельная державка делается из шестигранника. Резьбы по способу накатывания получают холодным деформированием верхнего слоя заготовки с помощью плоских плашек, резьбовых сегментов и других средств.

Применяя метод холодной токарной накатки, получают резьбы на поделке из мягкого сплава, канавки и малые зубья. Обработка большого числа деталей для нарезания резьбы, при котором используется резец, не дает  преимуществ. Это объясняется тем, сменные пластины изготовлены с ограниченной глубиной. Для получения нужного результата резец должен выполнить несколько проходов, как этого требует ГОСТ.

Перед началом работы поделку очищают металлической щеткой, а в ходе обработки систематически смазывают машинным маслом. Самодельная и заводская державка устанавливается в том месте, где крепится резец, вылет при этом должен быть минимальным. Порядок работы заключается в том, что накатник подводится вплотную к заготовке ручной или автоматической подачей роликами вдавливается в обрабатываемую плоскость на определенную глубину.

Скорость обработки зависит от того какой используется резец и материал заготовки.

Видео-инструкция по изготовлению приспособления для накатки на токарном станке своими руками