Нанесение резьбы методом накатки

04.08.2024

Накатка резьбы — это процесс обработки металла, при котором резьба выдавливается прокатной плашкой, благодаря ее повышенной прочности.

Накатка отличается от резки или чеканки, поскольку не удаляет металл с заготовки; при накатке резьбы используются закаленные стальные плашки для вытеснения и формовки нитей на заготовках из более пластичных металлов.

Процесс высокого давления физически изменяет свойства прокатанных металлических деталей, делая базовую деталь и резьбу более твердой и прочной.

Форма зуба закаленных стальных штампов взаимодействует с внешним слоем металла гладких цилиндрических заготовок, формируя необходимый рельеф.

Зуб штампа оказывает сильное давление на поверхность заготовки, выталкивая материал заготовки наружу, в углубления профилей резьбонакатных роликов; таким образом, получается деталь с резьбой, зеркально отражающей рельеф штампа. Этот вытесненный металл в виде гребней и образует нити резьбы.

Накатка имеет некоторые преимущества, которых нет у традиционных процессов нарезания. Одним из ключевых преимуществ является упрочняющая сила давления — вместо того, чтобы прорезать зерна микроструктуры детали, и, по сути, ослаблять заготовку, накатка резьбы выравнивает линии зерен, оставляя их в большинстве нетронутыми.

Она также упрочняет весь затронутый обработкой материал. Детали, произведенные при помощи накатки, более гладкие, прочные, долговечные и устойчивые к повреждениям при обработке.

Инструменты и проектирование накатки резьбы

Проектирование деталей с накатанной резьбой отличается от проектирования деталей с нарезанной резьбой. При проектировании последних конструкторам необходимо сделать наружный диаметр заготовки равным наружному диаметру резьбы. Это позволяет оборудованию срезать лишний материал, не уменьшая при этом сечение готового изделия.

В случае с накатанными резьбовыми деталями конструкторы должны учитывать, что металл течет при накатке, а не удаляется. Вот некоторые факторы, которые необходимо принять во внимание:

Диаметр заготовки детали должен быть примерно на .002 дюйма меньше максимального диаметра шага детали. Диаметр заготовки — это диаметр до накатки резьбы.

При прокатке близко к основному диаметру, каждые 0,001 дюйма регулировки диаметра заготовки изменяют диаметр резьбы на 0,003 дюйма, соотношение 3:1 после прокатки резьбы. Однако для более твердых металлических деталей может потребоваться меньший угол фаски (25-28°), если это позволяют требования к детали. Это даст более короткий угол 40-42°, в основном используемый для поддержания срока службы резьбового ролика из более твердых материалов.

Рабочая поверхность резьбонакатного ролика должна быть длиннее самой резьбы, чтобы обеспечить смещение материала по длине детали, не скалывая резьбонакатные ролики по концам накатанной детали. Плашки резьбонакатных роликов должны выступать за заготовку с каждой стороны на 1,25 нити или на 2,5 нити по всей длине детали.

Резьбонакаткой можно изготавливать прямую или коническую резьбу.

Материалы

Некоторые металлы хорошо поддаются накатке, другие — нарезанию. Для использования накатки резьбы материал должен иметь коэффициент удлинения 12% или более. Это свойство определяет, может ли металл безопасно выдерживать силы смещения при пластической деформации. Металлы, которые соответствуют этому требованию, дадут готовое изделие с лучшей геометрией формы, отделкой, усталостной прочностью и износостойкостью.

Некоторые материалы, такие как чугун, слишком хрупкие, чтобы быть пригодными для накатки резьбы. Вместо этого такие материалы необходимо резать. Производители также используют нарезание резьбы для компонентов, которым не нужна точность заготовки или которым требуется, чтобы резьба упиралась в торец детали.

Главное правило, которое следует учитывать при выборе подходящего материала для накатки резьбы, — это индекс формуемости. Более мягкие металлы лучше справляются с накаткой резьбы. Чем тверже металл, тем быстрее он изнашивает ролики.

Например, на заготовках из нержавеющей стали получается качественная и ровная резьба, но при этом быстро изнашиваются резьбовые ролики, если диаметр заготовки предварительно не подготовлен правильно с помощью острой режущей вставки.

Тупая вставка может подвергнуть холодному деформированию диаметр заготовки, создавая закаленную внешнюю поверхность и сокращая срок службы резьбовых роликов.

Преимущества накатки резьбы по сравнению с нарезанием резьбы

Резьбонакатка дает много преимуществ, особенно при работе с мягкими металлами. Эти преимущества таковы:

Лучшее качество. Геометрия формы резьбы лучше, тверже, прочнее и более устойчива к износу. Это продлевает срок службы детали и обеспечивает ей лучшую функциональность. Накатка резьбы также намного точнее, а отделка составляет 32 микродюйма (что вдвое меньше, чем у деталей с нарезанной резьбой).

Низкие затраты. Поскольку накатка резьбы не удаляет материал, отходов процесса очень мало. Сам процесс также намного быстрее и составляет около 10% времени от цикла нарезания резьбы, при этом расходы на инструмент также существенно ниже.

Быстрое производство. Быстрый темп накатки резьбы облегчает производство более крупных заказов, чем нарезка за то же время. Накатка требует одного прохода по сравнению с 10 требуемыми проходами для нарезки резьбы. Компании могут получать выполненные заказы с более точными деталями за гораздо более короткий период времени.

Преимущества нарезания резьбы

Нарезание резьбы в некоторых случаях может оказаться лучшим решением, чем накатка. Преимущества нарезания резьбы таковы:

Обработка материалов с высокой прочностью на разрыв. Если металл слишком твердый или хрупкий, он не будет поддаваться накатке. Нарезание резьбы может работать с материалами с коэффициентом удлинения ниже 12% и металлами с прочностью более 150 кг/см³.

Работа со свинцовыми материалами. Прессованный свинец образует хлопья, что создает некачественную поверхность и может загрязнять охлаждающую жидкость, используемую в процессах накатки резьбы. Это делает нарезание лучшим выбором для свинца.

Возможность нанесения резьбы на большие заготовки. Не всегда практично прокатывать диаметры более 16 см, поэтому нарезание резьбы является стандартным процессом для крупных изделий.

Рассказать друзьям:

Комментарии

Пока нет комментариев