ГЛАВА VI .

Параграф 3. Поверхностные дефекты в накатанной резьбе.

Режимы накатывания и степень заполнения контура оказы­вают решающее влияние, на образование внутренних и поверх­ностных дефектов накатанной резьбы. Поверхностные дефекты, неизбежно сопутствующие на практике накатыванию, связаны с механикой этого процесса. Известно, что при накатывании резьбы, может происходить шелушение, выкрашивание, отслаивание, рас­трескивание, вырывы поверхностных слоев металла или образо­вываться поверхностные дефекты, называемые закатами, складками, наслоениями, заусенцами и т. п., которые в зависимости от места расположения и глубины залегания могут влиять на стати­ческую и циклическую прочность резьбовых соединений. Особенно это важно при накатывании резьб на детали из высокопрочных сталей и сплавов, чувствительные к концентраторам напряжений. Большой объем контрольных операций и отбраковка готовых из­делий, зачастую по формальным признакам ТУ резко снижает эф­фективность производства деталей из высокопрочных материалов.

Условия формирования профиля резьбы являются одной из основных причин образования поверхностных дефектов, непосред­ственно связанных с механикой процесса накатывания. Профиль резьбы образуется, как правило, путем многократного и последо­вательного копирования профиля двух инструментов (подвижного и неподвижного роликов, ролика и сектора, плашек}. Выдавлива­ние профиля резьбы происходит за счет перераспределения эле­ментарных объемов металла заготовки, вытесняемого рабочими витками роликов. При этом поверхность выдавливаемой резьбы соприкасается с новой поверхностью одного, а через каждые пол­оборота - другого инструмента. Поэтому можно предположить (рис. 72), что в процессе выдавливания пути прохождения рабочих витков инструментов по поверхности накатываемой резьбы либо совпадают (симметричная деформация), либо не совпадают (асим­метричная деформация). Симметричная деформация может при­вести к образованию дефекта в вершине полного профиля резьбы (рис. 72, а, 3). Если в каждом цикле деформирования тела заго­товки вершина профиля инструмента смещается по новому пути на величину а , то возникновение дефектов возможно в любом месте профиля резьбы (рис. 72, б, в, 5 ).

Причины образования поверхностных дефектов в процессе фор­мирования профиля резьбы исследовали на горизонтально-фре­зерном станке мод. 6М82Г. Для этого на шпинделе станка уста­навливали вращающийся ролик с тремя кольцевыми витками, которые имели размер и профиль такие же, как резьба М8х1,25; осевое смещение ролика предотвращалось втулками, установлен­ными на шпинделе. Образец диаметром 8,5 мм и длиной 10 мм из титанового сплава ВТ16 закрепляли в тисках на столе станка. Это позволило формировать небольшой участок профиля резьбы за заданное число проходов при разных скоростях перемещения стола. Регулируя подачу стола, каждый следующий этап форми­рования профиля резьбы можно было вести со смещением на за­данную величину.

Режим накатывания резьбы на образцах приведен в табл. 21, дефекты в резьбе показаны на рис. 73. Результаты исследования подтвердили изложенную выше схему образования поверхност­ных дефектов. При симметричной деформации металла (рис., 73, а ) формируется качественная резьба. Если на каждом цикле форми­рования профиля резьбы вершина витка ролика идет по новому пути (со смещением а ), то возникает асимметричное течение металла и образуются поверхностные дефекты (рис. 73, б, в) (чем больше смещение а , тем больше дефектов и тем они глубже).

В реальном процессе накатывания резьбы нарушение сим­метрии деформирования металла может происходить в следующих случаях:

вследствие неточной наладки станка по торцовому биению ро­ликов и установке их по шагу, неточной установки опорного ножа;

из-за низкого качества изготовления резьбонакатных роликов по шагу, форме профиля и углу наклона витков по радиальному и торцовому биению;

в результате накатывания в заполненном контуре витков ин­струментов;

ввиду недостаточной точности и жесткости конструкции резьбонакатного станка.

Влияние наладки резьбонакатного станка, точности изготов­ления резьбонакатных роликов и режима накатывания на обра­зование поверхностных дефектов в резьбе изучали на профиленакатном станке модели UPW 12,5 X 70. При этом на каждом режиме работы станка и каждой наладке накатывали десять об­разцов. Качество поверхности резьбы оценивали люминесцентным и металлографическим методами.

Данные табл. 22 показывают, что неточная наладка станка по торцовому биению роликов и установке их по шагу нарушает симметричность деформации металла из-за несовпадения путей прохождения витков инструментов. Это приводит к появлению наиболее массовых дефектов, (рис. 74), называемых закатами, складками, наслоениями и т. п. Существенно, что режим накаты­вания лишь в большей или меньшей степени способствует их контрастному проявлению.

Рис. 72. Схема образования поверхностных дефектов в резьбе при накатывании

Рис. 73. Дефекты в резьбе.

Влияние погрешностей шага и угла подъема рабочих витков на образование поверхностных дефектов в резьбе изучали на восьми комплектах роликов, основные геометрические размеры которых приведены в табл. 23. Резьбу на образцах накатывали роликами либо одного комплекта, либо из разных комплектов (табл. 24). При каждой установке роликов или после замены одного из них проводили тщательную наладку станка. Оказалось, что в случаях, когда резьбу накатывают в незаполненном контуре витков роли­ками одного комплекта, поверхностные дефекты резьбы отсутству­ют. Если резьбу накатывают роликами, которые имеют отличаю­щиеся погрешности по углу подъема рабочих витков или шагу, то, несмотря на высокую точность изготовления каждого из них и независимо от степени заполнения контура витков инструмента, образуются поверхностные дефекты в виде различных складок (рис. 75, 76). Это объясняется тем (см. рис. 72), что на каждом цикле формирования профиля резьбы вершина витка одного ро­лика смещается относительного другого.

Из данных табл. 25 видно, что при накатывании резьбы в не­заполненном контуре рабочих витков инструментов с увеличе­нием продолжительности процесса или частоты вращения роликов число образцов с дефектами резьбы возрастает. Это объясняется тем, что в реальных условиях накатывания даже при высокой точности изготовления роликов и правильной наладке станка витки профилей могут совпадать лишь на небольшой дуге ролика. Идеальное совпадение профилей витков по всей окружности роли­ков получить практически невозможно из-за различных ошибок, возникающих при изготовлении инструмента, или из-за неточ­ности станка. Поэтому с увеличением времени накатывания или частоты вращения роликов вероятность образования дефектов возрастает (рис. 77, а).

В результате накатывания резьбы в заполненном контуре происходит течение поверхностных слоев металла в осевом направ­лении, что приводит к прерыванию волокон и появлению поверх­ностных дефектов типа наслоений в основании витков резьбы (рис. 77, б-г ). Эти дефекты имеют место и при устранении любых причин, вызывающих асимметричное деформирование металла в процессе деформирования профиля резьбы.

Таким образом, основными причинами образования поверх­ностных дефектов резьбы, свя­занных с механикой процесса накатывания, являются несо­впадение путей прохождения рабочих витков инструментов по поверхности накатываемой резьбы, нарушающее симмет­рию деформирования металла, и накатывание в заполненном контуре рабочих витков инст­румента, что приводит к осе­вому смещению поверхностных слоев металла.

Причины образования по­верхностных дефектов резьбы, не связанных с механикой процесса накатывания, целесообразнее выделить в особую группу. Прежде всего, это повреждения резьбы, образующиеся при внешнем воздействии в процессе изго­товления. Эти дефекты образуются при выкрашивании вершин витков резьбонакатных роликов. Мелкие выкрашивания заметно увеличивают шероховатость поверхности впадин накатанной резьбы, крупные - образуют поверхностные дефекты (чем больше выкрашиваний и чем они крупнее, тем больше дефектов и тем они глубже).

Механические повреждения возможны при попадании в зону контакта заготовки и роликов различных твердых частиц (мелкая стружка, абразивы, крупные частицы пыли и т. п.), которые могут находиться в СОЖ или на поверхности заготовки, или инструмента. Царапины на вершинах резьбы могут образовываться из-за грубой или мягкой поверхности поддерживающего ножа. Деформа­ция вершин резьбы может происходить, если поддерживающий нож опущен слишком низко или диаметр заготовки меньше задан­ного размера.

Поверхностные дефекты заготовки, хотя и в несколько изме­ненном виде (за счет деформирования металла в процессе накаты­вания), неизбежно остаются в резьбе. Для предотвращения поверх­ностных дефектов в резьбе необходимо обеспечить симметричное деформирование металла и исключить механические повреждения резьбы при накатывании за счет: а) накатывания резьбы в неза­полненном контуре рабочих витков инструмента; б) минималь­ного числа циклов деформирования (числа оборотов заготовки за время накатывания); в) правильной наладки рёзьбонакатного станка по совпадению шага витков инструментов и по установке упора (или специального устройства), ограничивающего величину сближения инструментов и гарантирующего незаполнение контура витков инструментов при максимальном диаметре заготовки; г) минимального рассеяния размеров но шагу, углам подъема и профиля витков в каждом, комплекте инструментов, независимо от точности изготовления каждого из них; д) своевременного удале­ния загрязнений из СОЖ; в) накатывания резьбы на заготовках без поверхностных дефектов.

Рис. 74. Дефекты в резьбе (l = 0,97):

а – торцевое биение роликов 0,025 мм; б – торцевое биение роликов 0,11 мм; несовпадение по шагу при наладке 0,1 мм.

Рис. 75. Дефекты в резьбе:

а, б - l < 1,0; D a = 13 ¢ ; в - l < 1,0; D a = 20 ¢ ; г - l < 1,0; D a = 7 ¢

( D a - разность углов подъема витков роликов)

Рис. 76. Дефекты в резьбе:

а - l < 1,0; D Р = 0,07 мм; б - l < 1,0; D Р = 0,07 мм; в - l < 1,0; D Р = 0,04 мм;

Накатывание — процесс обработки металлов и других материалов поверхностным пластическим деформированием при помощи накатывающего инструмента (ролики, зубчатые накатники, плашки) с соответствующим резьбовым или иным профилем.

Накатывание как метод пластического деформирования металла существует более 150 лет. На первом оборудовании, предназначенном для холодного накатывания наружной резьбы на болтах для крепления железнодорожных шпал, применялись плоские плашки.

Теоретически резьбы и профили могут быть накатаны на любом пластически деформируемом материале. Однако стабильность процесса накатывания, выполнение требований, предъявляемых к качеству, точности и прочности накатываемых изделий, обеспечение экономически целесообразной стойкости инструмента, надежности и производительности оборудования определяют необходимые требования к свойствам материала заготовки.

Возрастающие требования к точности изготовления резьбовых профилей связаны с необходимостью улучшения функциональной надежности резьбовых соединений, с расширяющейся автоматизацией сборочных производств, где используются резьбовые детали.

Прогнозирование и классификация возникающих дефектов при накатывании резьбы — один из основных элементов современной технологии производства крепежных изделий, позволяющих обеспечить необходимое качество.

При накатывании резьбы цилиндрическая заготовка наружным диаметром, примерно равным среднему диаметру резьбы, вращается между рабочими поверхностями инструмента, имеющими заданный профиль. Резьбовые гребни накатного инструмента внедряются в поверхность заготовки и образуют на ней впадины, а вытесненный металл перемещается в радиальном направлении, образуя на заготовке гребни резьбы.

При накатывании резьбы в процессе пластической деформации изменяются физико-механические свойства поверхностного слоя металла. Образуется наклеп, повышающий твердость и прочность, появляются остаточные сжимающие напряжения с благоприятным распределением по сечению детали, видоизменяется форма и ориентация кристаллов (волокнистая текстура), протекает процесс образования карбидов, блокирующих дислокационные сдвиги и другие изменения. В результате этих превращений увеличивается сопротивление поверхностного слоя пластической деформации и разрушению, значительно повышается усталостная прочность деталей.

В процессе накатывания происходит непрерывное относительное проскальзывание металла заготовки относительно рабочей поверхности инструмента. По этой причине резьбы, полученные методом пластической деформации, имеют более высокий класс шероховатости поверхности профиля, чем шероховатость профиля резьбы, полученного методом шлифования.

Для получения резьбового профиля на крепежных деталях применяется разнообразный резьбообразующий инструмент: резьбонакатные плоские плашки, ролик-ролик и ролик-сегмент. Конструкции резьбообразующего инструмента также разнообразны и зависят от типа, а также производителя инструмента.

В плоских плашках используется, как правило, три рабочие зоны: заборная зона, обеспечивающая захват заготовки и предварительное профилирование; калибрующая зона, обеспечивающая получение окончательных геометрических размеров резьбы; зона сброса, позволяющая без залипания освободить заготовку из резьбообразующего инструмента.

В резьбонакатных роликах и ролик-сегментах может отсутствовать строгое разделение на рабочие зоны.

Накатывание резьбы сопровождается формоизменением поверхностного слоя заготовки, в результате чего на первом этапе получается овальное сечение; на втором этапе формирования резьбы, происходящей в калибрующей части инструмента, она приобретает форму окружности.

При использовании в качестве инструмента ролик-ролика или ролик-сегмента овальность устраняют на конечном участке резьбообразующей поверхности.

Режимы накатывания и степень заполнения контура оказывают решающее влияние на образование внутренних и поверхностных дефектов накатываемой резьбы.

Поверхностные дефекты, неизбежно сопутствующие на практике при накатывании резьбы, связаны с механикой этого процесса. Известно, что при накатывании резьбы может происходить шелушение, выкрашивание, отслаивание, растрескивание, вырывы поверхностных слоев металла или могут образовываться поверхностные дефекты, называемые закатами, складками, наслоениями, заусенцами и т.п., которые в зависимости от места расположения и глубины залегания способны влиять на статическую и циклическую прочность резьбового соединения.

Условия формирования профиля резьбы являются одной из основных причин образования поверхностных дефектов, связанных с механикой процесса накатывания. Профиль резьбы образуется, как правило, путем многократного и последовательного копирования профиля инструмента (подвижной и неподвижной плашек, роликов, ролика и сегмента).

Выдавливание профиля происходит за счет перераспределения элементарных объемов металла заготовки, вытесняемого рабочими витками резьбообразующего инструмента. При этом поверхность выдавливаемой резьбы соприкасается с рабочей поверхностью одной, а через каждые пол-оборота другой частью инструмента.

Можно предположить, что в процессе выдавливания пути прохождения рабочих витков инструментов по поверхности накатываемой резьбы либо совпадают (симметричная деформация), либо не совпадают (асимметричная деформация).

Симметричная деформация может привести к образованию дефекта в вершине полного профиля резьбы. Если в каждом цикле деформации тела заготовки вершина профиля инструмента смещается по новому пути на величину а, то возникновение дефектов возможно в любом месте профиля резьбы.

В реальном процессе накатывания резьбы нарушение симметрии деформирования металла может происходить в следующих случаях:

— вследствие неточной наладки резьбообразующего инструмента, то есть установки инструмента с неправильным смещением по шагу резьбы;

— из-за низкого качества изготовления резьбообразующего инструмента как по шагу резьбы, так и по форме профиля и углу наклона витков;

— в результате накатывания с полным заполнением профиля витков резьбообразующего инструмента;

— при недостаточной точности и жесткости конструкции резьбонакатного станка.

Неточная наладка станка, особенно установка резьбообразующего инструмента по торцевому биению и шагу, нарушает симметричность деформации металла из-за несовпадения путей прохождения витков инструментов. Это приводит к появлению наиболее массовых дефектов, называемых закатами, складками, наслоениями и т.п. Существенно, что режим накатывания лишь в большей или меньшей степени способствует их контрастному проявлению.

Практика показала, что резьбообразующий инструмент, который имеет погрешности по углу подъема рабочих витков или по шагу, независимо от степени заполнения контура инструмента, формирует поверхностные дефекты в виде различных складок.

Это объясняется тем, что на каждом цикле формирования профиля резьбы вершина витка одного резьбообразующего инструмента из пары смещается относительно другого.

В результате накатывания резьбы в заполненном контуре происходит течение поверхностных слоев металла в осевом направлении, что приводит к прерыванию волокон и появлению поверхностных дефектов типа наслоений в основании витков резьбы.

Эти дефекты имеют место и при устранении любых причин, которые вызывают асимметричное деформирование металла в процессе формирования профиля резьбы.

Таким образом, основными причинами образования поверхностных дефектов, связанных с механикой процесса накатывания, являются несовпадение путей прохождения рабочих витков инструментов по поверхности заготовки, нарушающее симметрию деформирования металла, и накатывание в заполненном контуре рабочих витков инструмента, что приводит к осевому смещению поверхностных слоев металла.

Перекатка и складки на боковых поверхностях профиля резьбы и по внутреннему диаметру резьбы возникают в большинстве случаев потому, что настройка резьбонакатного инструмента не обеспечивает одинаковой врезки частей инструмента в поверхность заготовки.

Этот дефект возникает как при использовании плоских плашек, так и при формировании резьбы с использованием роликов и ролик-сегментов.

Вследствие этого предварительно накатанный одной частью инструмента профиль резьбы подвергается боковому смещению другой частью инструмента.

В процессе накатки резьбы подобный дефект может постоянно повторяться, так как возникающая на боковых сторонах профиля резьбы перекатка распространяется спиралеобразно вплоть до радиуса основы.

Возникновение подобного дефекта связано со следующими причинами:

— неточная настройка резьбообразующего инструмента;

— различные углы наклона резьбы на применяемом резьбообразующем инструменте;

— большой люфт в суппортах крепления резьбообразующего инструмента;

— несоответствие диаметров работающих в паре резьбообразующих роликов.

Перекатка, иначе говоря образование складок на боковых сторонах и на основе профиля резьбы, снижает ее усталостную прочность. Вследствие этого дефекты подобного рода, возникающие на резьбовых соединениях, не могут быть пронормированы только полем допусков.

Одним из наиболее важных условий обеспечения качества при накатывании резьбы является правильный выбор режимов накатывания: усилия, скорости и величины подачи. Эти параметры в большей степени зависят от размеров накатываемой резьбы и механических свойств накатываемого материала.

Точность и качество накатываемой резьбы зависят от времени накатывания — от окружной скорости и радиальной скорости подачи инструмента.

Из опыта накатывания резьб круглыми роликами для сталей с временным сопротивлением разрыву Св < 60 кг/кв. мм составляет 20-25 м/мин, а для легированных сталей 10-12 м/мин.

При увеличенной скорости и величине подачи наблюдается шелушение и даже отслоение резьбы от тела детали при механических испытаниях.

Причины образования поверхностных дефектов, не связанных с механикой процесса пластической деформации при накатывании резьбы, целесообразно выделить в особую группу. Прежде всего это повреждения резьбы, образующиеся при внешнем воздействии в процессе изготовления.

Подобные дефекты образуются при выкрашивании вершин витков резьбообразующего инструмента. Мелкие выкрашивания заметно увеличивают шероховатость поверхности впадин накатанной резьбы, крупные образуют критические поверхностные дефекты.

Механические повреждения возможны при попадании в зону контакта заготовки и резьбообразующего инструмента различных твердых частиц (мелкая стружка, абразивы и др.), которые могут находиться в СОЖ или на поверхности заготовки или инструмента.

Царапины, забоины и другие дефекты, как правило, образовываются в результате соударения деталей при падении с большой скоростью в технологическую тару.

Следует обратить внимание и на поверхностные дефекты, присутствующие на заготовке: хотя и в несколько измененном виде (за счет деформирования металла в процессе накатывания), они неизбежно остаются на резьбе готового изделия.

При значительных дефектах на поверхности заготовки, таких как штамповочные трещины, волосовины, закаты и др., качественное изготовление резьбы может быть невозможным. Из вышесказанного можно сделать вывод, что основными факторами, оказывающими влияние на качество изделия при накатывании резьбы, являются:

1. Качество используемого материала;

2. Качество заготовки для накатывания резьбы;

3. Качество изготовления применяемого резьбообразующего инструмента;

4. Качество настройки резьбонакатного автомата и качество наладки резьбообразующего инструмента (квалификация работников);

5. Выбор оптимальных режимов накатывания резьбы, зависящих от параметров применяемого материала и качества изготовления заготовки;

6. Техническое состояние оборудования.

Дефект	Причина	Способ предупреждения
Рванная резьба.	Диаметр стержня больше номинального, а диаметр отверстия – меньше. Нарезание резьбы без смазки. Стружка не дробится обратным ходом инструмента. Затупился режущий инструмент.	Тщательно проверять диаметры стержня и отверстия перед нарезанием резьбы. Обильно смазывать зону резания. Строго соблюдать правила нарезания резьбы. Следить за состоянием режущих кромок инструмента и при их затуплении инструмент заменять.
Неполный профиль резьбы (тупая резьба)	Диаметр стержня меньше требуемого. Диаметр отверстия больше требуемого.	Тщательно проверять диаметры стержня и отверстия под нарезание резьбы.
Перекос резьбы.	Перекос плашки или метчика при врезании.	Внимательно контролировать положение инструмента при врезании.
Задиры на поверхности резьбы.	Малая величина переднего угла метчика. Недостаточная длина заборного конуса. Сильное затупление и неправильная заточка метчика. Низкое качество СОЖ. Высокая вязкость материала заготовки. Применение чрезмерно высоких скоростей резания.	Использовать метчики необходимой конструкции и геометрии. Применять соответствующую СОЖ. Выбирать рациональную скорость резания с помощью справочных таблиц.
Провал по калибр-пробкам. Люфт в паре винт-гайка.	Разбивание резьбы метчиком при неправильной его установке. Большое биение метчика. Снятие метчиком стружки при вывертывании. Применение повышенных скоростей резания. Использование случайных СОЖ. Неправильное регулирование плавающего патрона или его непригодность.	Правильно (без биения) устанавливать инструмент. Выбирать нормальные скорости резания. Применять наиболее эффективные СОЖ для данных условий обработки. Выбирать исправный патрон.
Тугая резьба.	Сработался (затупился) инструмент. Неточные размеры инструмента. Большая шероховатость резьбы инструмента.	Заменить инструмент и нарезать резьбу заново. Применять метчики необходимых размеров.
Конусность резьбы.	Неправильное вращение метчика (разбивание верхней части отверстия). Отсутствие у метчика обратного конуса. Зубья калибрирующей части срезают металл.	Правильно устанавливать метчик. Использовать метчики правильной конструкции.
Несоблюдение размеров резьбы (непроходной калибр проходит, а проходной калибр не проходит).	Неправильные размеры метчика. Перекос метчика при установке и нарушение условий его работы. Срезание резьбы при обратном ходе метчика.	Заменить инструмент исправным. Правильно устанавливать метчик и соблюдать условия его работы.
Поломка метчика.	Диаметр отверстия меньше расчетного. Большое усилие при нарезании резьбы, особенно в отверстиях малых диаметров. Нарезание резьбы без смазки. Не срезается стружка обратным ходом.	Строго соблюдать правила нарезания резьбы.

Главной причиной брака деталей при нарезании внутренней резьбы является поломка метчика в результате неправильного его подбора или не соблюдения техники нарезания. При этом в отверстии остаются осколки метчика. Извлечь их можно несколькими способами.

Во-первых, если осталась выступающая часть метчика, то ее моно захватить плоскогубцами или ручными тисочками и вывернуть из отверстия.

Во-вторых, если выступающая часть отсутствует, то в его канавки можно вставить трехштырьковую вилку и, вращая ее против часовой стрелки, выкрутить метчик.

И в первом, и во втором случае, прежде чем приступить к извлечению осколков метчика, в отверстие по канавкам следует залить керосин.

В-третьих, если метчик сделан их углеродистой стали, то деталь (вместе с осколками) нужно нагреть докрасна, медленно охладить, высверлить в обломке отверстие, в которое вкрутить специальный конусообразный метчик с левой резьбой и осторожно выкрутить осколки сломанного метчика.

В-четвертых, если нагреть деталь не представляется возможным (например, деталь слишком большая), то к сломанному метчику можно приварить электрод или отломанный хвостовик и выкрутить осколки.

В-пятых, имеется химический способ удаления осколков. Если деталь, в которой нарезалась резьба, сделана из алюминиевого сплава, то осколки можно вытравить раствором азотной кислоты: в отверстие через канавки метчика заливают кислоту и опускают туда кусочек железной проволоки (железо в данном случае играет роль катализатора), через 8-10 минут отработанную кислоту удаляют пипеткой и заливают новую порцию кислоты, и так до полного разрушения металла метчика, после этого отверстие промывают. Процесс этот довольно длительный – занимает несколько часов, но в этом случае не травмируется деталь и после извлечения осколков она пригодна для дальнейшего использования.

Наиболее часто при нарезании резьбы резцами получается брак следующих видов:

1. неточный шаг
2. неточные диаметры резьбы
3. неправильный профиль резьбы
4. недостаточная чистота поверхности резьбы

Меры предупреждения

1. Неточный шаг резьбы является результатом неправильного подбора сменных зубчатых колес или неправильной установки рукояток коробки подач. Предупредить брак можно правильной настройкой станка .
2. Неточные размеры получаются вследствие недостаточного или излишнего съема металла при нарезании резьбы; устраняются частыми промерами, особенно при последних проходах, или установкой жесткого упора на глубину.
3. Неправильный профиль резьбы получается при неправильном профиле резца и неточной установке его. Предупредить такой брак, можно тщательной проверкой профиля резца и его установки.
4. Недостаточная чистота поверхности (риски, задиры на резьбе) бывает при неправильной заточке резца , завышенной глубине резания, неправильно выбранной скорости резания, сильном затуплении инструмента, недостаточно жестком креплении детали или инструмента, отсутствии или неправильно выбранном охлаждении и др. Чтобы избавиться от такого брака, необходимо устранить причины, вызвавшие его.

ЦЕЛЬ: Изучить дефекты возникающие при нарезании резьб и способы их устранения.

ЗАДАНИЕ:

1. Изучить теоретический материал
2. Составить таблицу дефектов при нарезании резьб
3. Определить резьбу, по рисунку данному в таблице, и дать описание, характеристику и обозначение ее.
4. Ответить на контрольные вопросы

Таблица заданий

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Назначение круглой плашки
2. Предохранительный патрон, назначение характеристика.
3. Перечислить типы резьб.
4. Назначение метчика

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Подготовка стержней и отверстий резьбовых поверхностей

При нарезании резьбы метчиками и плашками (как вручную, так и на металлорежущих станках) или с применением специального механизированного инструмента происходит не только удаление слоя материала с поверхности заготовки, но и пластическое деформирование наружной части обработанной поверхности. Это деформирование сопровождается выдавливанием материала заготовки in впадины резьбы в ее выступы. Это явление должно учитываться при определении диаметра стержня или отверстия под нарезание резьбы. Поэтому размеры стержней и отверстий под нарезание резьбы наиболее целесообразно определять с помощью справочных таблиц, в которых эти размеры приводятся с учетом всех факторов, возникающих при резании.

На практике при нарезании резьб диаметр отверстия принимается равным номинальному диаметру резьбы, уменьшенному на величину ее шага. Например, при нарезании метрической резьбы M10 диаметр отверстия должен быть соответственно равен 1,0... 1,5 мм, т.е. должен составлять 8,5 мм.

При нарезании наружных резьб диаметр стержня должен быть меньше номинального диаметра резьбы на 0,1 ...0,2 мм в зависимости от его величины.

При накатывании резьб диаметр стержня выбирают, исходя из среднего диаметра резьбы, который должен быть указан в задании на обработку резьбы, или определяют с помощью специальных таблиц. Для облегчения врезания плашки на вершине стержня необходимо выполнять фаску с утлом примерно 60°.

Правила обработки наружных и внутренних резьбовых поверхностей

1. Нарезание резьбы необходимо выполнять при обильном смазывании плашки или метчика машинным маслом.

2. При нарезании резьбы следует периодически срезать образующуюся стружку обратным ходом метчика или плашки на 1/2 оборота.

3. После нарезания резьбы на стержне или в отверстии нужно произвести контроль се качества:

внешним осмотром - не допуская задиров и сорванных ниток;

резьбовым калибром (или эталонным болтом, гайкой) - проходная часть калибра (болт, гайка) навинчивается от руки, не допускается качка в парс болт-гайка.

Типичные дефекты при нарезании резьб, причины их появления и способы предупреждения

		Способ предупреждения
Рваная резьба	Диаметр стержня больше номинального, а диаметр отверстия -меньше. Нарезание резьбы без смазки. Стружка не дробится обратным ходом инструмента. Затупился режущий инструмент	Тщательно проверять диаметры стержня и отверстия перед нарезанием резьбы. Обильно смазывать зону резания. Стро­го соблюдать правила на­резания резьбы. Следить за состоянием режущих кромок инструмента и при их затуплении инструмент заменять
Неполный профиль резьбы (тупая резьба)	Диаметр стержня меньше требуемого. Диаметр отверстия больше требуемого	Тщательно проверять диаметры стержня н отверстия под нарезание резьбы
Перекос резьбы	Перекос плашки или метчика при врезании	Внимательно контролировать положение инструмента при врезании
Задиры на поверхности резьбы	Малая величина переднего угла метчика. Недостаточная длина заборного конуса. Сильное затупление и неправильная заточка метчика. Низкое качество СОЖ. Высокая вязкость материала заготовки. Применение чрезмерно высоких скоростей резания	Использовать метчики необходимой конструкции и геометрии. Применять соответствующую СОЖ. Выбирать рациональную скорость резания с по­мощью справочных таблиц
Провал по калибр-пробкам. Люфт в парс винт-гайка	Разбивание резьбы метчиком при неправильной его установке. Большое биение метчика. Снятие метчиком стружки при вывертывании. Применение повышенных скоростей резания. Ис­пользование случайных СОЖ. Неправильное регулирование плавающего патрона или его непригодность	Правильно (без биения) устанавливать инструмент. Выбирать нормаль­ные скорости резания. Применять наиболее эффективные СОЖ для данных условий обработки. Выбирать исправный патрон
		Способ предупреждения
Тугая резьба	Сработался (затупился) инструмент. Неточные размеры инстру­мента. Большая шероховатость резьбы инструмента	Заменить инструмент и нарезать резьбу заново. Применять метчики необходимых размеров
Конусность резьбы	Неправильное вращение метчика (разбивание верхней части отверстия). Отсутствие у метчика обратного конуса. Зубья калибрующей части срезают металл	Правильно устанавливать метчик. Использовать метчики правильной конструкции
Несоблюдение размеров резьбы (не проходной калибр проходит, а проходной калибр не проходит)	Неправильные размеры метчика. Перекос метчика при установке и нарушение условий его работы. Срезание резьбы при обратном ходе метчика	Заменить инструмент исправным. Правильно устанавливать метчик и соблюдать условия его работы
Поломка метчика	Диаметр отверстия меньше расчетного. Большое усилие при нарезании резьбы, особенно в отверстиях малых диаметров. Нарезание резьбы без смазки. Не срезается стружка обратным 1 ходом	Строго соблюдать правила нарезания резьбы

Правила нарезания наружной резьбы

1. Перед нарезанием резьбы следует проверить диаметр стержня (бота, шпильки, винта); он должен быть на 0,1 ...0,2 мм меньше номинального диаметра резьбы.

2. Необходимо обязательно спилить заборную фаску на вершине стержня (если ее нет на заготовке). При опиливании фаски нужно следить за ее концентричностью относительно оси стержня, а также диаметром, который не должен превышать величины внутреннего диаметра резьбы по торцевой поверхности. Кроме того, угол наклона фаски относительно оси стержня не должен превышать 60°.

3. Стержень следует закреплять в тисках прочно и перпендикулярно губкам. Перпендикулярность закрепления стержня надо проверять по угольнику.

4. Необходимо строго следить за перпендикулярностью торца плашки оси стержня при врезании плашки.

5. Перед накатыванием резьбы на стержне необходимо обязательно проверять его диаметр; он должен быть равен среднему диаметру нарезаемой резьбы.

6. При нарезании резьбы на газовых и водопроводных трубах особое внимание следует обращать на соблюдение длины нарезаемой части для муфт и стонов.

При нарезании внутренних резьб необходимо соблюдать следующие правила.

1. Перед нарезанием резьбы следует проверить: соответствие диаметра отверстия размеру нарезаемой резьбы.

Он должен соответствовать данным таблицы резьб;

глубину отверстия для нарезания глухой резьбы. Она должна соответствовать размеру, указанному на чертеже.

2. При врезании метчика нужно обеспечить перпендикулярность его оси верхней плоскости заготовки, в которой нарезается резьба.

3. При нарезании резьбы следует использовать весь комплект метчиков: первый - черновой; второй - получистовой; третий - чистовой.

4. При нарезании резьбы в глухом отверстии необходимо периодически очищать его от стружки.

5. Особую осторожность следует соблюдать при нарезании резьб малого диаметра (5 мм и менее) во избежание поломки метчика.

6. При нарезании резьбы машинным метчиком на станке необходимо закреплять его в предохранительном патроне.