Накатка резьбы: существующие методы и их особенности

Резьбовые детали — это особый вид деталей, у которых для соединения с объектом или друг с другом используется резьба. В современной промышленности для нанесения резьбовых соединений зачастую используют метод накатки. Он заключается в том, что в заготовке из металла при помощи оборудования давлением металл выдавливается и накатывается на вершину резьбы. Резьбовое соединение при этом, приобретает повышенную прочность, за счет изменения пластичности металла. В современной промышленности для выполнения накатывания используют плашки, а также приводной или бесприводной инструмент цилиндрической формы.

Накатка плоскими плашками

Метод предусматривает использования не одной плашки, а комплекта из нескольких. Одну обязательно соединяют с ползуном станка и поэтому она движется возвратно-поступательно.  Вторая монтируется на станке и остается статичной. Первая, двигаясь, захватывает деталь и прокатывает ее по неподвижной производя накатку. Рассмотрим возможные варианты использования плашек при накатке:

1. Накатывание двумя плашками, одна при этом подвижная, а вторая нет. При этом способе накатки заготовка размещается между плашками. Их боковые стороны — это прямолинейные плоскости, которые выполнены под углом и соответствуют сечению резьбового профиля. Подвижная плашка движется прямо, а тангенциальное усилие поворачивает заготовку вокруг своей оси. Для передачи резьбового профиля от плашки к заготовке необходимо применить радиальное усилие, которое в свою очередь будет перпендикулярно оси. Таким способом можно изготавливать все виды резьбовых деталей, имеющих форму цилиндра и рифления по форме треугольника или трапеции: болты, винты, шпильки, шурупы и т.д.
2. Накатывание тремя плашками, где одна подвижная, а две нет. Данный метод помогает значительно ускорить выработку. Заготовки подают на статичные плашки. Когда плашка совершает прямой ход, резьба наносится на первую заготовку, а когда возвращается на вторую. Таким способом можно изготавливать все виды резьбовых деталей, имеющих форму цилиндра и рифления по форме треугольника или трапеции
3. Накатывание двумя плашками, где одна неподвижная, а другая подвижная и имеет несколько заборных частей. Механизм специализированной подвижной плашки состоит из 2-х частей забора, а это позволяет производить одновременно накатывать резьбу на две заготовки. Данный метод накатывания используется для изготовления только цилиндрических изделий.
4. Накатывание плашкой, оборудованной специальными вставками. Этот метод позволяет выполнять одновременную накатку на несколько цилиндрических заготовок, при условии, что длина вставок равна длине резьбы большого диаметра. 

Накатка при помощи приводного цилиндрического инструмента

Такой метод накатки технически значительно превосходит предыдущий так как здесь применяют ролики. Накатка выполняется на специальных резьбонакатных станках. Главное отличие этого метода в том, что инструмент на обрабатываемую заготовку может подаваться: тангенциально, радиально, продольно и комбинированно.

Способы накатки с тангенциальной подачей инструмента на заготовку

Может выполняться следующим образом:

1. Накатывание при помощи вращающегося резьбового ролика и резьбовых сегментов (подвижных или неподвижных роликов) – это планетарный процесс накатывания. Такой вид накатки выполняется на станках планетарного типа. Данный метод характеризуется тем, что должно выдерживаться соответствие между профилем резьбы и внешней поверхностью ролика, а также внутренней поверхности сегмента. При накатке заготовка должна располагаться между рабочей поверхностью ролика и сегментов. Причем при увеличении сегмента снижается накатной путь и увеличивается производительность процесса, которая напрямую зависит от номинального диаметра резьбы при накатке и от состояния пластичности материала из которого выполнена заготовка. Этот метод не очень широко применяется ввиду своей высокой себестоимости из-за высокой цены инструмента и оборудования. Применим он только в крупносерийном и массовом производстве для изготовления болтов, шпилек, винтов, гаек, имеющих резьбу 2-го и 3-го класса точности. 
2. Накатывание специальными затылованными роликами. У такого вида роликов на рабочей поверхности одного или обоих роликов имеются следующие части: выемка, заборная, калибрующая и сбрасывающая части. Выемка предназначена для введения заготовки в зону накатывания так и вывода ее по окончанию процесса накатывания. Сбрасывающая и калибрующая части имеют полный профиль резьбы. У заборной части из-за затыловки по высоте профиль неполный. При таком способе накатки нет необходимости в сближении роликов, а это значительно упрощает кинематическая схема резьбонакатного станка. В тех случаях, когда применяются две пары затылованных роликов, процесс накатывания значительно ускоряется. Резьбу можно наносить одновременно на два конца изделия или же обрабатывать сразу две детали. Применяют такой способ накатывания при производстве: винтов, пустотелых резьбовых деталей, болтов, метчиков, резьбовых калибров и прочих изделий, имеющих коническую и цилиндрическую резьбу треугольного, трапецеидального и круглого профиля.
3. Накатывание роликами с различным диаметром, но равным числом оборотов. Этот способ используют для накатки мелких шлицев, рифлений, зубьев, разверток, концевые фрезы и др., а также для калибровки вращающихся тел, для полирования, правки валиков и других схожих деталей, а также для того, чтобы создать кольцевые выступы и канавки. Также накатывание роликами с различным диаметром применяют при накатке разного рода профилей: ромбической, прямой и угловой формы.
4. Накатывание роликами с одинаковым диаметром, но с различным числом оборотов. Данный метод, также, как и метод накатывания при помощи роликов с различными диаметрами окружности, используется для накатывания мелких шлицев, рифлений, зубьев, различных режущих инструментов (развертки, концевые фрезы и др.), а также используют для калибрования вращающихся тел, для полирования, правки валиков и других схожих деталей, а также для того, чтобы создать кольцевые выступы и канавки. Накатывание роликами с различными диаметрами используют для накатывания различных резьбовых профилей: ромбической, прямой и угловой формы.

Способ накатки с радиальной подачей инструмента на заготовку

Может осуществляться следующим образом:

1. Накатка одним роликом с винтовой нарезкой. Такой метод используют при накатке головки болта, участка позади буртика и прочих деталей с относительно не длинным стержнем, выполненных из цветных металлов и сплавов.
2. Накатка двумя многозаходными роликами с винтовой нарезкой. Данный метод используется для накатывания резьбы на следующие детали: болты, винты, шпильки и иные детали. Также данный способ используют для создания метчиков, микрометрических и ходовых винтов, а также для резьбовых калибров.
3. Накатывание тремя роликами с винтовой нарезкой. Данный метод используют для накатки резьбы не на резьбонакатных станках.

Способ накатки резьбы с продольной (осевой) подачей заготовки одним, двумя или тремя роликами с кольцевой нарезкой

Этот способ, по аналогии с радиальной подачей имеет те же самые способы накатки. При обработке заготовки этим методом перемещение происходит вращением роликов за счет ввинчивания или вывинчивания самой заготовки. Накатывания осуществляется двумя или тремя роликами с кольцевой нарезкой, путем движения заготовки вдоль собственной оси, однако расстояние между осями роликов при этом остается неизменным. Преимуществом данного метода является то, что накатывать можно накатывать резьбу на заготовку любой длины, данный процесс является независимым от ширины роликов.

Способ накатки резьбы с радиально-осевой подачей заготовки

Этот метод отличается тем, что угол подъема нарезки ролика равен нулю. При этом применяются ролики с кольцевой нарезкой. Конструктивно это выглядит так: оси роликов наклонены в сторону оси заготовки под углом подъема резьбы. Применяют данный метод только при изготовлении длинных видов резьбы.

Накатывание резьбы неприводным цилиндрическим инструментом с тангенциальной подачей при помощи вращающихся резьбонакатных головок

Данный метод используется при изготовлении протяженных цилиндрических резьб трапецеидальных и треугольных форм профилей на неподвижно установленной детали. Также его применяют при изготовлении деталей которые ввиду своей формы не могут обрабатываться на резьбонакатных станках (например, тройники). Резьба, нанесенная таким способом в массовом производстве, имеет второй класс точности резьбы.

Виды дефектов, возникающих в результате накатки и их причины

В основном дефекты, которые возникают во время накатывания резьбы, связаны с механическим воздействием в данном процессе. Виды дефектов металла, которые могут возникнуть:

• выкрашивание;
• шелушение;
• отслаивание; 
• растрескивание;
• вырывание поверхностного слоя;
• образование дефектов на поверхности (закаты, складки, наслоения, заусенцы и т.п.).

К факторам которые могут существенно повлиять на качество изделия после накатки на него резьбы относят:

• Качество используемого для производства заготовки материала;
• Качество выполнения заготовки для накатывания резьбы;
• Качество инструмента, применяемого в процессе резьбонакатки;
• Квалификация работников, производящих наладку резьбонакатного автомата и резьбообразующего инструмента.

Где можно произвести накатку резьбы в Санкт-Петербурге?

Накатка резьбы в Санкт-Петербургском можно выполнить на Заводе крепежных изделий. Наши мастера профессионально выполняют работы по накатыванию любого вида резьбы на современных резьбонакатных станках высокой точности. Качество изделий гарантируется производимым строгим контролем на всех этапах.