Методическая разработка практического занятия «Нарезание крепежных резьб метчиками и плашками»

Резьбовые соединения очень широко применяют в машиностроении, поэтому инструмент для изготовления резьб является одним из самых распространенных.

Резьбы различают:

• по расположению витков — наружные и внутренние;
• по направлению винтовой линии — правые и левые;
• по форме профиля канавки — треугольные, трапецеидальные, прямоугольные, упорные и специальные;
• по направлению образующей — цилиндрические и конические;
• по системе размеров — метрические и дюймовые.

В зависимости от размеров резьбы, типа производства и конструкции деталей используют разные виды резьборежущего инструмента:

• резьбовые резцы (стержневые и фасонные однониточные и многониточные);
• метчики (ручные, машинные, гаечные, станочные, инструментальные, маточные и т.д.);
• круглые плашки;
• резьбонарезные головки;
• резьбовые фрезы.

Механика процесса: изучаем детально

Попробуйте представить, что происходит с металлом заготовки в начале движения резьбонарезного инструмента. Его первые несколько витков сходятся конусом, образуя заходную часть. Достаточно небольшого усилия, чтобы острые и твердые зубья плашки или метчика продавили в металле небольшие канавки и прочно в нем закрепились.

Все, теперь инструмент, как говорится, «стал на шаг» и будет точно следовать спирали резьбы, закрепляясь тем сильнее, чем больше витков. Но дело в том, что металл не может деформироваться беспредельно. Если зубья инструмента врезаются слишком глубоко, они будут выдавливать лишнюю массу, образуя стружку. Если нарезать отверстие обычным закаленным болтом, стружка будет забивать только что нарезанную резьбу и инструмент придется постоянно выкручивать для прочистки отверстия. Метчик и плашка имеют специальные канавки для отвода стружки.

Очень важно понимать, что зубцы рабочей части не вырезают в металле канавки. Они их продавливают, выдавливая металл по обе стороны от себя. Удаление излишков производится выемкой между соседними зубцами: она придает пластичному металлу форму, а остатки отбрасывает в канавку для стружки.

Сверление отверстий и предобработка прутков

Из последнего наблюдения можно сделать вывод, что внешний диаметр резьбы получается немного больше, чем исходный диаметр прутка, на котором она нарезана. Точно так же осевое расстояние между вершинами внутренней резьбы будет несколько меньше отверстия.

Если взглянуть на любой чертеж с изображением метрической резьбы, можно отметить ряд ключевых размеров:

1. Внутренний и внешний диаметр. Эти значения меняют названия в зависимости от того, внутренняя резьба или наружная.
2. Шаг резьбы — расстояние между вершинами соседних зубьев.
3. Форма и размеры номинального профиля, углы наклона.

Так вот: диаметр стержня или отверстия под резьбу не равен ни внешнему, ни внутреннему диаметру резьбы. Наиболее простой способ определиться с размером отверстия для внутренней резьбы — вычесть из внешнего диаметра шаговое расстояние. Для наружной резьбы это же значение нужно прибавить к диаметру прутка.

Однако настоящие профессионалы всегда пользуются таблицами стандартных метрических резьб, где в значениях рекомендуемых диаметров учитывается также тип резьбы, особенности металлов и их сплавов. Так что основная проблема заключается в поиске подходящего прутка или сверла.

Основу для качественной нарезки вы задаете еще на этапе сверления или подготовки стержня. Отверстие нужно сверлить строго перпендикулярно, из способов контроля прямого угла можно предложить совмещение сверла с отражением в подложенном зеркальце или приставленную рядом кредитную карту.

С прутка следует удалить ржавчину и проверить ровность боковой поверхности слесарной линейкой. Лучший способ подготовить пруток — зажать его в патрон дрели и хорошо обтереть край напильником. При скруглении допускается сточить прут на пару десятых, если это необходимо для выравнивания, которое на практике важнее полноты нарезки.

Это мало применимо в работе с закрепленными прутками. Приходится подбирать диаметр резьбы по диаметру стержня, выбирая значение меньше рекомендуемого. Для более удобного захода на торце нужно снять фаску и выполнять нарезку особо тщательно и аккуратно. Не забывайте обильно нанести на обрабатываемый участок детали машинное масло.

Нарезка в несколько заходов

Резьбу обычно изготавливают в несколько заходов, используя метчики с разной полнотой профиля. Основная трудность заключается в стартовом, задающем проходе. Он выполняется метчиком с одной тонкой канавкой на хвостовике. Инструмент нужно свободно ввести в отверстие и, придавив его с небольшим усилием, провернуть на пару оборотов. При этом кредитной картой контролируется перпендикулярность введения, небольшие отклонения в 5–7° вполне допустимы.

За 5–6 витков в отверстие полностью вводится заходная часть и метчик уверенно становится на ход. Теперь инструмент нужно поворачивать без прижимного усилия. Будет ошибкой исправлять на этом этапе незначительные отклонения от перпендикулярности — метчик в этом не виноват, он идет строго по отверстию. После каждых 1,5–2 витков подачи нужно выкручивать инструмент на пол-оборота.

После стартового прохода, когда профиль резьбы готов на 50–60%, следует сформировать его средним (#2) и чистовым (#3) метчиками c соответствующим количеством канавок на хвостовике. Тут важно лишь проконтролировать правильность захода метчика на уже имеющуюся резьбу, остальное — дело техники.

Особенностей работы с плашкой практически никаких нет, наибольшую сложность составляет работа на заходной части. Она у плашки короткая, всего 2,5–2 витка, поэтому рекомендуется удерживать инструмент обеими руками.

Методическая разработка практического занятия «Нарезание крепежных резьб метчиками и плашками»

Методическая разработка практического занятия

ОГБПОУ «Ульяновский техникум приборостроения»

Группа №69

Профессия

Станочник широкого профиля

Мастер производственного обучения
Трунов В.Н
Тема программы:
«
Обработка деталей на токарно-винторезных станках»

Тема занятия

: «Нарезание крепежных резьб метчиками и плашками»

Цели занятия:

обучающая:

• закрепить знания обучающихся по технике безопасности;
• сформировать у обучающихся понятия о «резьбах», «их изображении», «обозначении», «технологии нарезания резьб на типовых деталях»;
• изучить требования стандартов на резьбы.

развивающая:

• различать профиль резьбы, угол профиля, ход резьбы, шаг резьбы на крепежных деталях;
• анализировать и устранять возможные причины брака при нарезании резьбы на крепежных деталях.

воспитательная

• формировать осознанную потребность в труде;
• воспитывать инициативу и самостоятельность в трудовой деятельности;
• прививать навыки бережного отношения к инструменту и оборудованию;
• формировать чувство коллективизма и взаимопомощи.

Методы обучения:

объяснительно-иллюстративный с элементами беседы, практически-показательный.

Форма организации урока

: групповая.

Межпредметная связь

: материаловедение, допуски и посадки, общий курс токарное дело.

Материально-техническая база:
оборудование (станки токарно-винторезные модели;режущий инструмент; контрольно-измерительный инструмент; готовое изделие — эталон, заготовки.
ХОД практического занятия

1.Организационная часть (5 минут).

1.1. Проверить по журналу явку обучающихся.

1.2. Проверить внешний вид обучающихся (спецодежду).

2.Вводный инструктаж (40 минут).

1. Сообщить тему программы.
2. Сообщить тему занятия.
3. Сообщить учебную цель занятия.

2.4.Актуализация опорных знаний обучающихся.

1. Провести опрос (фронтальная форма) по материалу, пройденному на предыдущих занятиях:

1. Каковы технические требования, предъявляемые к резьбовой поверхности и к детали?
2. Какие виды резьбы, относятся к крепежной?
3. Каково назначение резьбы?
4. Каковы основные элементы резьбы?
5. Как обозначается резьба на чертежах?
6. Какие виды брака при нарезании резьбы резцами вы знаете?
7. Как производится контроль резьбы?
8. Расшифруйте обозначение резьбы на чертежах:

• М20 – 7h 6h
• M30 x 1, 5LH – 5H6H-25

1. Виды резьбы по числу заходов по направлению витков?

2.5. Показ обучающимися приемов сверления отверстий на токарном станке.

2.6

.
Объяснение нового материала:
2.6.1.Рассказ с использованием информационных технологий.

Нарезание резьбы называется — образование резьбы снятием стружки наружных или внутренних поверхностей заготовок деталей.

Резьбы на деталях получают — нарезанием на сверлильных станках, токарных,

резьбонарезных и вручную. Внутреннюю резьбу нарезают метчиками, а наружную — плашками.

2.6.2.Для нарезания наружной резьбы используют плашки

. Режущие кромки, образованные продольными отверстиями, в местах пересечения с профилем резьбы имеют форму клина и обеспечивают резание заготовки.

Для нарезания резьбы плашкой на стержне необходимо по таблице определить диаметр стержня и проточить заготовку на данный диаметр с обязательным снятием фаски.

Схема нарезания резьбы плашкой на токарно-винтовом станке: 1 – трехкулачковый патрон; 2 – заготовка; 3 – плашкодержатель с плашкой; 4 – пиноль задней бабки; 5 – планка; 6 – резцедержатель

При нарезании резьбы плашкой на токарном станке необходимо установить корпус плашкодержателя в пиноль задней бабки и опереть рукоятку о поверхность верхней части суппорта; вращением маховичка задней бабки подавать плашку на вращающуюся деталь до тех пор, пока она полностью не навинтится на заготовку. Рекомендуется нарезать несколько ниток резьбы вручную и только потом включать станок.

Скорость резания должна составлять: для стали 3-4 м/мин; для чугуна — 2,5 м/мин; для латуни 9-5 м/мин. При нарезании необходимо применять соответствующие смазочно-охлаждающие жидкости.

2.6.2.Для нарезания внутренней резьбы применяются метчики.

Метчики по назначению делят на ручные, машинные — ручные и машинные и состоит из рабочей и хвостовой части с прямыми и винтовыми канавками. Рабочая часть метчика состоит из заборной и калибрующей. Заборная часть в виде конуса делают основную работу. Калибрующая — направляет метчик в отверстие. Канавки — углубление (для удаления и размещения стружки.)

Режущие кромки зубья имеют форму клина. Метчик — 1 (черновой); 2 (средний) и З (чистовой) на хвостовике указывают размер резьбы. Комбинированные метчики состоят из 2 частей: 1 часть для предварительного, а 2 — окончательного (чистовая). Воротки (квадрат) регулируемый.

Схема нарезания внутренней резьбы метчиком.

Подбор сверл для сверления отверстий под резьбу определяют по таблице После сверления заготовку закрепляют в тиски вертикально по угольнику, затем левой рукой прижимают вороток к метчику. Правой рукой поворачивают его вправо до тех пор, пока метчик не врежется на несколько ниток в металл и не займет устойчивое положение, после чего вороток берут за рукоятку двумя руками и вращают с перехватом рук через каждых пол оборота. Вращают 1-2 оборота вправо и 0,5 оборота влево (стружка ломается).

2.6.4. Контроль резьбы

. Шаг резьбы измеряют резьбовым шаблоном, представляющим собой пластину 2 , на которой нанесены зубцы с шагом резьбы, обозначаемым на плоскости шаблона. Набор шаблонов для метрической или дюймовой резьбы скрепляется в кассету 1. Резьбовыми шаблонами определяют только шаг резьбы.

Правильность выполненной на детали внутренней и наружной резьбы комплексно оценивают с помощью резьбовых калибров. Резьбовые калибры разделяют на проходные, имеющие полный профиль резьбы и являющиеся как бы прототипом детали резьбового соединения, и непроходные, контролирующие только средний диаметр резьбы и имеющие укороченный профиль.

Для измерения наружного, среднего, внутреннего диаметров и шага резьбы применяют резьбовые микрометры. Резьбовой микрометр имеет в шпинделе и пятке посадочные отверстия, в которые устанавливают комплекты сменных вставок, соответствующие измеряемым элементам резьбы. Для удобства измерений резьбовой микрометр закрепляют в стойке, а затем настраивают по шаблону или эталону.

Перед контролем проверяемые детали необходимо очистить от стружки и грязи. В процессе контроля следует осторожно обращаться с калибрами, чтобы на их рабочей резьбовой поверхности не появились забоины и царапины.

2.6.5.Безопасность труда при на резании резьбы

. При нарезании резьбы плашкой и метчиком на станке следует пользоваться правилами безопасности труда при работе на токарных станках. При поломки метчика, удаляют из отверстия плоскогубцами или ручными тисками вывертывают обломок. Стружку сметают только щеткой.

2.6.6. Демонстрация мастером производственного обучения трудовых приёмов нарезания наружной и внутренней резьбы, предупреждение возможных ошибок при выполнении работы

:

• последовательность наладки станка для нарезания наружной и внутренней резьбы;
• опасные зоны резания;
• технология нарезания крепежной резьбы;
• приемы самоконтроля при изготовлении детали.

2.6.7. После показа и закрепления повторение ТБ:

Во время работы на токарном станке:

• внимание уделяется режущему инструменту и приспособлениям;
• особое внимание установленной скорости резания.

Работа проводится строго по требованиям технологического процесса и обязательно с охлаждением.

Необходимо бережное отношение к режущему и мерительному инструменту и к оборудованию.

2.6.8.Повторение пройденного материала

(фронтальный опрос)

1. Где применяются резьбовые соединения?

2. Чем болт отличается от шпильки?

3. Какими инструментами нарезают наружную резьбу? Внутреннюю резьбу?

4. Что общего у плашки, метчика, резца, сверла?

5. Каково назначение канавок в плашке и метчике?

6. В какой последовательности вручную нарезают резьбу на стержне? В отверстии?

7. Почему место нарезания резьбы смазывают маслом?

8. С какой целью при нарезании резьбы плашку или метчик надо периодически возвращать на пол-оборота назад?

2.6.8.1. Показ нарезания крепежных резьб обучаюшимися (1-2 чел.).

2.6.9.Организация работы в токарной мастерской

.

• выдача задания;
• нормы времени на единицу изделия.

Критерии оценки (записаны на доске).

1. Выполнение нормы.
2. Качество и еще раз качество.
3. Организация рабочего места.
4. Соблюдение правил ТБ.
5. Экономия материала.

1. Текущий инструктаж – 300 мин.

Распределение обучающихся по рабочим местам.

Самостоятельная работа обучающихся.

1. Целевые обходы рабочих мест обучающихся с целью выявления усвоения ими материала, проверки знаний и умений при нарезании крепежных резьб.

1. Обратить особое внимание на слабых обучающихся.

1. Проверка бережного отношения к оборудованию и инструменту.
2. Контроль соблюдения обучающимися правил техники безопасности.
3. Дополнительный инструктаж на рабочем месте.
4. Приемка и оценивание работ.
5. Уборка рабочих мест (контроль)

4. Заключительный инструктаж
— 15 мин.

1. Подвести итоги работы за день.
2. Рефлексия.
3. Сообщить оценку качества работ каждого обучающегося.
4. Отметить, кто из обучающихся добился отличного качества работы.
5. Разобрать наиболее характерные недочеты в работе обучающихся.

4.6. Уборка рабочих мест.

Однозаходный способ

Однозаходное нарезание резьбы характерно для механизированных устройств. Метчик для однозаходного нарезания имеет одну широкую или три тонких канавки на хвостовике, а может не иметь их вовсе. Другие отличия машинных метчиков: короткая заходная часть, хвостовик тоньше номинального диаметра, профиль резьбы полный.

Одним заходом можно нарезать сквозную резьбу в тонких (2–4 мм) листовых материалах. Также машинные метчики весьма распространены для нарезки глухих отверстий. Если более точно — ими расширяют след от заходной части метчиков #1 и #2, добавляя к резьбе еще 1,5–2 витка. Если третий номер имеет длинную заходную часть, ее можно полностью срезать и использовать этот метчик только для полной нарезки резьбы в несквозных отверстиях.

С однозаходными метчиками работать не сложнее, чем с плашками. Есть сложность в задании правильного положения, но техника работы та же. К слову, большинство плашек также рассчитаны на однозаходную работу.

Нарезка резьбы. Какая минимальная толщина стенки стальной трубы должна быть?

Работаю на работе конструирую конструкции моделирую модели
Работаю на работе конструирую конструкции моделирую модели

Конструктор по сути (машиностроитель)

нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы

Конструктор по сути (машиностроитель)

Всем спасибо. Вопрос снят. Трубу из нерж. с толщиной стенки 5-6мм практически не реально найти, максимум 4мм. Этого мало для нарезки резьбы. Поэтому крепеж к трубе будет сквозной, с использованием метрического стержня.

П.С. Нагрузки на срез болта практически не будет. Нагрузка будет на вырывание.

Источник статьи: https://forum.dwg.ru/showthread.php?t=102941

Советы и подсказки

При нарезке резьбы никогда не жалейте смазки. Наличие масла на рабочем органе помогает предотвратить перегрев и связанные с этим обрывы резьбы. К тому же так сила трения сильно снижается и метчик прекрасно чувствуется руками. Добавлять пару капель масла следует каждые 4–5 витков.

Не оказывайте чрезмерного давления, резьба до 6 мм нарезается только усилием пальцев, до 14 мм — одной рукой. Инструмент может застрять из-за плохого отвода стружки. В этом случае его нужно проворачивать в обе стороны, постепенно расширяя размах свободного хода.

Не работайте дешевыми, некачественными инструментами. Большинство дешевых метчиков очень хрупкие. Сломать такой не страшно, гораздо больше хлопот доставляет обломок в отверстии, которое нельзя пересверлить. В этом случае метчик нужно немного «погреть» молотком через кернер, а затем потянуть его назад тонкогубцами или пинцетом и постепенно выкрутить. В листовых материалах обломок проще выбить и нарезать резьбу большего диаметра, предварительно рассверлив отверстие.

Как правильно определить диаметр отверстия?

Перед тем как нарезать резьбу, изготавливают отверстие, диаметр которого определяют по стандартизированным таблицам. Если подготовить отверстие, сечение которого меньше рекомендованной величины, инструмент выйдет из строя, если больше – результат будет некачественным.

Таблица соответствия метрических резьб и диаметров отверстий для них

Таблица соответствия дюймовых резьб и диаметров отверстий для них

Разновидности инструмента

Подходящий инструмент выбирают, в зависимости от особенностей обрабатываемого материала, требуемой производительности и других параметров. С помощью метчиков разных типов можно нарезать метрическую или дюймовую внутреннюю резьбу с цилиндрическим или коническим профилем.

По способу ведения процесса различают модели:

• Проходные (универсальные). Их рабочая часть состоит из трех зон. Первая выполняет черновую нарезку, вторая – промежуточную, третья – чистовую.
• Комплектные. Для выполнения полного комплекса работ используют несколько инструментов – для черновой, промежуточной и чистовой нарезки. Комплекты состоят из трех метчиков, реже – из двух (для черновой и чистовой обработки). Для обработки особо прочных металлов используют комплекты с 5 инструментами.

Инструмент изготавливают двух типов: для обработки отверстия вручную или с помощью металлорежущего оборудования.

• Машинно-ручной. Имеет квадратный хвостовик. Работает в комплекте с держателем с двумя ручками – воротком.
• Машинный. Устанавливается в патрон металлообрабатывающих станков различных типов.

Для нарезки резьбы в непроходных и сквозных отверстиях применяют метчики разных конструкций:

• Для непроходных отверстий используют комплектный инструмент без конусного кончика. Работа обычно выполняется воротком.
• В сквозных отверстиях резьбу изготавливают метчиками с конусообразным кончиком. Чаще всего это разновидности инструмента универсального типа.

Каналы для отведения стружки имеют различные формы: прямую, винтовую, укороченную.

Для обработки материалов невысокой твердости подходят стружкоотводящие каналы любых форм. Чтобы метчиком нарезать резьбу в материалах высокой твердости, таких как нержавеющая и жаропрочная стали, применяют только инструмент, в котором режущие сегменты имеют шахматное расположение.

Наверное многим работникам по сделке, хоть на стройке, хоть на заводе — на станках хотелось как можно быстрее сделать свой этап работы и быть свободным. Хотя бы для того чтобы на токарном или фрезерных станках сделать условный змеевик для чуда аппарата и как минимум не задерживаться и не переносить план (и соответственно премию) на следующий день, месяц и квартал…

Примерно следующий натюрморт можно было наблюдать в свое время на некоторых промышленных предприятиях в обеденный перерыв — кто-то режется в домино, а кто-то доедает незамысловатую ссобойку, картошка сало и цыбуля, вот только если внимательно присмотреться сало обеденное почти у всех инструментальщиков было без шкурки.

Остатки сала на шкурке шли в дело — они продлевали жизнь инструменту- метчикам

да
сверлам
, что всегда в дефиците. Смазка позволяла меньше бегать на переточку и экономить время для переналадки. Да и в лучшем случае тогда на инструменте были остатки покрытий типа нитрида титана. Это сегодня для обработки различных материалов на инструменты наносят всякие цирконии и смеси лунного грунта, и скорости обработки нынче уже другие.

Современный режущий инструмент

для нарезания резьбы конечно тоже нуждается в хорошей СОЖ, и умелых руках, но о выводах в конце обзора.

Сейчас идёт речь о нарезании внутренней резьбы

…

Нарезание резьбовой линии, какой бы она не была (внутренняя или внешняя), с одной стороны является непростым процессом обработки поверхности, как может показаться на первый взгляд. Не все «дедовские» способы хорошо известны специалистам, однако каждый из них обладает своими достоинствами и недостатками.

Нарезание метчиками

:

Наиболее распространенный метод нарезания резьбы может производиться вручную и станочным способом. Единственным условным практическим ограничением служит размер отверстия (до 30 мм) и размер кошелька. Хотя встречаются в природе метчики и с гораздо большим размером, но это (забегая вперед) для тех, кто не знает, что есть резьбофрезы и другие универсальные инструменты.

Для получения резьбы метчиком необходимо:

1) жестко закрепить деталь в тисках, относительно режущего инструмента должен образовываться угол в 90˚ (есть риск получить «шероховатую» или «рваную» нарезку);

2) в избегание «рваной» резьбы, используем СОЖ (если у вас обед, то можно и просто намазать его салом);

3) медленными круговыми движениями обеспечить его продвижение «вглубь» отверстия, тем самым нарезать резьбу.

Для глухих отверстий применяются метчики с винтовой канавкой. Характерной особенностью — хвостовик, режущая и калибрующая части которого выполнены в виде заборного конуса.

Накатывание резьбы без стружечными (накатными) метчиками:

Процесс, при котором происходит пластическая деформация металла, когда в заранее обработанное отверстие ввинчивается без стружечный метчик с необходимым профилем резьбы.

Поперечное сечение инструмента выполнено в виде затылования. Резьбовой виток в рабочей полости выдавливается по длине окружности не на 100%, а в определенных промежутках. Тем самым нагрузки при деформации оказывают влияние на металл циклически.

Используя один такой элемент, можно обработать до 100 000 накатанных отверстий. Для стали это нормальный результат, однако следует применять СОЖ и хорошо настроить режимы резания.

Стоимость качественного накатного или без стружечного метчика примерно в 3-4 раза больше чем стандартного.

Нарезание резьбы с помощью резцов со сменными или напаянными пластинами:

Этот способ наиболее точный, но и экономически затратный. Для получения резьбы в отверстиях больших диаметров, используются резцы со сменными или же напайными пластинами. Форма резцов может быть прямой и отогнутой, и самой самой извращенной.

Работы по улучшению формы, прочности и долговечности ведутся постоянно. Процесс обработки сопровождается постоянной подачей СОЖ и отводом стружки из режущей полости.

Недостатком данного метода является ограничение по минимальному размеру отверстия. Это связано с габаритными размерами резцов и применяемого оборудования.

Резьбофрезы

:

Резьбофрезы сегодня – это оптимальное решение для обработки деталей.

Одним таким инструментом можно получить практически любой размер резьбы. Твердосплавной резьбофрезой

с одним шагом можно произвести как наружную, так и внутреннюю резьбу. Ограничения: глубина вылета и возможности оборудования.

Преимуществом их применения можно смело также назвать возможность переточки. До 3-ёх раз большее количество переточек, чем метчики. И конечно качество и точность исполнения резьб. А если найдется способ повторного покрытия, стойкость и количество нарезанной резьбы многократно оправдает именно данный способ.

В каталогах HORN и HAHN+KOLB инструменты для всех вышеуказанных способов образования резьбы, а также для их контроля.

Резьба в листовом металле

Пластическое сверление и формирование резьбы в тонкостенных металлических конструкциях

Из истории

Ещё в 1923 году Жан Клод де Вальере в небольшом сарае во Франции смастерил необычный инструмент, с помощью которого отверстия в тонких стальных листах стало возможным выполнять посредством теплоты трения, а не сверления как ранее. Многочисленные опыты были в большинстве своём успешны, однако наладить его промышленное использование было невозможно по ряду причин из-за отсутствия: – твёрдого металла, необходимого для инструмента, – знаний о правильной геометрии инструмента, – алмазных шлифовальных кругов для обработки твёрдых материалов, – станков для шлифования сложных профилей. Поэтому прошло ещё 60 лет, прежде чем все эти проблемы были решены, и стало возможным и выгодным использование выдавливающих свёрл. Таким образом, в промышленности появились новые нережущие выдавливающие свёрла. Выдавливающие свёрла – это полигонально отшлифованные твёрдосплавные инструменты. При достаточно высоком числе оборотов и осевом усилии свёрл на тонкостенные металлические изделия, металл пластифицируется под действием теплоты трения, и сверло свободно проходит через заготовку. Одновременно с образованием отверстия из сместившегося вниз разогретого материала формуется втулка. Длина втулки в несколько раз превышает прежнюю толщину материала. Толщина металла может быть от 1 мм до 10 мм в зависимости от диаметра отверстия. Имеются разнообразные инструменты для выполнения в тонкостенных партиях упрочнённой резьбы, для изготовления опорных участков большой поверхности. Данный метод сверления успешно применяется уже несколько десятилетий в разных промышленных производствах. Для достижения оптимальных результатов пользователь должен хорошо изучить данную технологию, варианты просверливания выдавливанием и учитывать предъявляемые к станку требования.

Процесс сверления выдавливанием

В настоящем описании процесса сверления выдавливанием мы исходим из применения стандартного выдавливающего бура. Часть сверла, подвергающаяся трению, имеет коническую форму (рис. 1). Конус рабочей части переходит в цилиндр. Коническая и цилиндрическая части образуют вместе рабочую сердцевину. Над ними расположена кромка для формирования плотного края отверстия и цилиндрический хвостовик для крепления сверла в цанге. И коническая, и цилиндрическая части в сечении имеют форму многоугольника, что имеет определяющее значение в процессе сверления выдавливанием. В качестве исходного материала при производстве выдавливающих свёрл используется специально разработанный для этого процесса, устойчивый к истиранию и смене теплового режима твёрдый металлический сплав. • Фаза старта Для начала процесса требуется достаточно высокое осевое усилие и высокое число оборотов, чтобы произвести между выдавливающим сверлом и заготовкой необходимую теплоту трения. При этом температура сверла повышается до 650–750 °С, а заготовки – примерно до 600 °С. Число оборотов должно быть по возможности меньшим, чтобы сократить простои из-за нагрева сверла. Выбор числа оборотов в первую очередь зависит от диаметра отверстия под резьбу, он также определяется толщиной и сортом материала. Высоколегированные и нержавеющие стали требуют более низкого числа оборотов и, следовательно, при этом будет меньше простоев инструмента. Для мягких цветных материалов число оборотов должно быть выше. В целом следует отметить: чем мягче материал, тем больше нужно выбирать число оборотов. Сила подачи повышается до тех пор, пока остриё сверла не пройдёт сквозь материал. • Процесс сверления Вытесненный материал сначала течёт против направления подачи, а затем, когда остриё выдавливающего сверла проходит сквозь материал, стекает вниз в направлении подачи сверла. Сила подачи медленно убывает, в то время как скорость подачи возрастает. • Фаза формообразования Рабочая сердцевина сверла выталкивает материал. Сила подачи понижается до нуля. Кромка выдавливающего сверла формирует из вытесняемого против направления подачи материала край в форме уплотнительного кольца. Окончательная ширина и геометрическая форма изготовленной таким образом втулки зависит от выбранного диаметра отверстия для резьбы и соотношения конической и цилиндрической частей сверла. На рис. 2 показан процесс сверления выдавливанием.

Типы свёрл FLOWDRILL

• FLOWDRILL тип «длинный» К полигональному фрикционному конусу выдавливающего сверла примыкает тоже полигональная длинная цилиндрическая часть (рис. 3а). Формованные выдавливанием втулки имеют цилиндрическую форму. В завершении рабочего процесса материал, вытесняемый в направлении обратном направлению подачи посредством ровного края, формуется в своеобразную уплотнительную кромку. • FLOWDRILL тип «короткий» Этот тип был разработан специально для соединительных форм резьбы FLOWTAP в тонких материалах и имеет явно меньшую полигональную цилиндрическую часть (рис. 3в), чем у типа «длинный». Выполненные таким образом втулки преимущественно конической формы, отверстие уменьшается в диаметре, и толщина стенок втулки убывает. Эта форма влияет на равномерность деформации для резьбы FLOWTAP, и в результате инструмент производит полностью отформованную резьбу с высокой прочностью. При большей толщине материала необходимо применять для резьбы тип «длинный». • FLOWDRILL тип «плоский» Этот тип можно комбинировать с обоими выше описанными типами – «короткий» и «длинный» (рис. 3б и 3г). По краю сверла – шлифованная режущая кромка, которая удаляет вытесняемый против направления подачи материал. В результате сверления получают ровную заготовку. Шлифовку этой кромки для припасовки изготовитель может производить только один раз за весь срок эксплуатации. • FLOWDRILL особые формы В некоторых случаях обрабатываемая заготовка слишком плоская или поперечное сечение трубы недостаточно для выдавливающих свёрл стандартной длины. Тогда применяют особо короткие выдавливающие свёрла с большим углом при вершине.

• FLOWDRILL тип «REM» В этом типе в конической части сверла шлифуются оба края режущей кромки, которые начинаются в острие сверла (рис. 4). Эти конструкции могут применяться в ручных дрелях, т. к. из-за шлифовки режущей кромки сила подачи уменьшается примерно на 1/3. Этот тип применяется на обрабатываемых или покрываемых гальванически поверхностях. Благодаря устранению поверхностного слоя можно избежать смазочного воздействия легкоплавких веществ. Конструкция «REM» может комбинироваться со всеми выше названными типами. Однако применение сверла такого типа на низколегированных сталях и цветных металлах, а также на материалах с максимальной толщиной стенки 2 мм следует ограничивать.

Нарезание треугольной резьбы

Фиг. 336. Резец для треугольной резьбы.

Нарезание треугольной резьбы на токарных станках производится большей частью резцами обычного типа, заточенными под требуемым углом 60° для метрической резьбы и резьбы Селлерса и 55° — для резьбы Витворта (фиг. 336).

Правильный профиль резьбы обеспечивается соответствующим профилем фасонного резьбового резца, который должен быть заточен как можно тщательнее, и правильной установкой резца относительно детали; резец должен быть расположен строго перпендикулярно к оси станка, так как в противном случае резьба получится косой («пьяная резьба), кроме того, верхняя грань резца должна быть расположена на высоте центров.

Фиг. 337. Резьбовые резцы призматические.

Фиг. 338. Круглый резьбовой резец.

При другом её положении резьба будет нарезана с неправильным углом. Высокие требования, предъявляемые к заточке резцов и сохранению правильного профиля, привели к внедрению в производство фасонных резьбовых резцов — призматических (фиг. 337;, круглых (фиг. 338;, а также резцов в пружинных державках (фиг. 339 и 340), которые должны пружинить в направлении резания, а отнюдь не в направлении подачи.

Фиг. 339. Пружинная державка.

Фиг. 340. Пружинная державка улучшенной конструкции.

При нарезании резьбы одним резцом режущая кромка его вследствие быстрого притупления теряет форму, поэтому рекомендуется черновые проходы производить одним резцом с менее точным профилем, а чистовые проходы — чистовым резцом.

Фиг. 341. Приспособление для нарезания резьбы поворотным резцом.

В настоящее время применяется приспособление (фиг. 341) со специальным резцом, имеющим 8—10 зубьев, различающихся между собой профилем; так, 1-й зуб является черновым, а 8-й или 10-й — окончательным, чистовым резцом; иначе говоря, для каждого прохода используется специальный профиль.

Зубья резца поворачиваются при помощи рукоятки, которая вместе с резцом закрепляется в суппорте.

Более усовершенствованная головка отличается от многозубого резца тем, что вместо зубьев применяются круглые, дисковые резцы, срок службы которых значительно больше.

Фиг. 342. Гребёнки.

Чтобы увеличить производительность резьбовых резцов и сократить таким образом время нарезания, стали применять резцы с несколькими зубьями, так называемые гребёнки (фиг. 342).

При нарезании гребёнкой работа распределяется между несколькими зубьями; для этой цели концы зубьев стачиваются от одного края гребёнки к другому, так что глубина резания постепенно увеличивается.

Особенно выгодно применять гребёнки при изготовлении больших партий одинаковых изделий.

Фиг. 343. Нарезание резьбы до буртика.

Фиг. 344. Круглые гребенки.

Гребёнки нельзя применять при нарезании предметов, где резьба идёт до определённого выступа или буртика (фиг. 343), так как часть, находящаяся ближе к буртику, не получит полной резьбы.

Для резьб особой точности гребёнки также не применяются; в этом случае при крайней необходимости их можно использовать только для предварительного нарезания.

Круглые гребёнки выполняются в форме дисков или снабжаются резьбой (фиг. 344); первые (фиг. 344, 1 ) применяются при остроугольной резьбе с малым углом подъёма; вторые (фиг. 344, 2 ) —для резьбы с большим углом подъёма; они снабжены резьбой, обратной по отношению к резьбе обрабатываемого предмета; если этот предмет должен иметь левую резьбу, то резец имеет правую, и наоборот.

Фиг. 345. Резец для нарезания внутренней резьбы.

Фиг. 346. Оправка для резьбового резца при нарезании сквозных отверстий.

Для нарезания внутренней резьбы часто применяют резец, показанный на фиг. 345.

Эти резцы должны отковываться; они трудно затачиваются и поэтому применяются только для малых диаметров.

Фиг. 347. Оправка для резьбового резца при нарезании не сквозных отверстий.

Фиг. 348. Круглый резец для внутренней резьбы.

Для больших диаметров пользуются оправками, в которых закрепляются резьбовые резцы для сквозных отверстий (фиг. 346) и для не сквозных отверстий (фиг. 347), в которых необходимо заранее расточить канавку для выхода резца.

Вставные резцы изготовляются и затачиваются одинаково, независимо от рода оправки.

Круглые резцы применяются и для внутренней резьбы, но обычно выполняются цельными со стержнем (фиг. 348).

Нарезание мелкой трапецеидальной резьбы производится примерно так же, как и нарезание треугольной резьбы, и такими же резцами.

Крупная, крутая трапецоидальная резьба так же, как и прямоугольная, нарезается только обыкновенными резцами, так как при призматических и круглых резцах невозможно избежать трения резца о стенки прямоугольной канавки.

Имеет ли смысл нарезать резьбу в тонком (2мм) стальном листе?

Есть задача — закрепить тонкий (0.5мм) лист жести на стальном каркасе (2мм). Будут довольно сильные ветровые нагрузки. Вариантов несколько:

1. Саморезы по металлу с самозасверливанием.
2. Нарезать в оснований резьбу под М4 и закрутить винтами.
3. Насверлить дырок и закрепить винтами М4 с гайками.

Что по вашему, обеспечит лучшую долговечность и устойчивость к самораскручиванию?

мне кажется саморезы. И это самый быстрый способ.

Быстрота не критична, обьем работы небольшой (дырок 20), главное — устоичивость во времени.

сверлите и нарезайте резьбу метрическую. классика. а для пущей надежности со стороны головки винта или болта шайбочку поширше положите над листовым металлом.

А я за сквозные отверстия, винты и гайки. Еще шайбы под винты подложить надо, а то жесть порвет.

Идеально для заклепок.

Да, винты буду юзать с широкой шляпкой. А опыта работы с заклёпками нету.

Идеально для заклёпок, да.

Но в реальной жизни

лучше саморезы использовать.

Я за саморез со сверлом с пресс шайбой. Металл толщиной до 2мм нормально, если толще надо засверливаться.

S-Didi написал : А опыта работы с заклёпками нету.

Да это проще простого, сверлим дырку, вставляем заклепку в заклепочник и в дырку, два движения и заклепка на месте. Но ИМХО для ветровых нагрузок не пойдет, порвет лист, хотя можно заклепок этих понаставить куеву тучу шагом 100-150мм

Я сейчас взял кусочек стали толщиной 2мм и провёл эксперименты.

Ввернул саморез со сверлом.

Просверлил и нарезал резьбу.

Визуально, резьба сделанная метчиком значительно глубже и имеет больше зубчиков, чем резьба, сделанная саморезом, что наводит на мысль, что нарезная резьба будет прочней.

WISA написал : Я бы заклепал.

Я бы тоже. В двойке М4 нарезать особенно и не в чем — четыре нитки всего. Промышленно и в более тонких резьбу режут, только отверстие вытягивают, чтобы ниток больше получилось. Самому это нетехнологично. Саморезы, если вибрация будет. вывернутся обязательно. Болт с гайкой хорошо, только если подбираться удобно. И опять же от вибрации ослабнут. Заклёпки рулят.