Компания «Константа» выполняет токарную обработку резьбы в комплексе со слесарными и сварочными работами. Токарная обработка резьбы — это процесс образования винтовой поверхности на наружных или внутренних цилиндрических участках детали путём снятия стружки резьбовым резцом, гребёнкой, метчиком, плашкой или резьбонарезной головкой на токарном станке. Резьбовые соединения обеспечивают разборность узлов, регулировку положения деталей, герметичность стыков и передачу осевых усилий. В пищевом оборудовании резьба применяется для крепления крышек, фланцев, штуцеров, смотровых люков, регулировочных винтов, датчиков и множества других элементов.

Резьба классифицируется по профилю, назначению, направлению и системе размеров. Наиболее распространены метрическая резьба с углом профиля 60°, дюймовая с углом 55°, трубная цилиндрическая и коническая, трапецеидальная и упорная. Метрическая резьба используется преимущественно в крепёжных соединениях, трубная — в трубопроводах, трапецеидальная — в механизмах передачи движения. Точность резьбы определяется допусками на средний диаметр, шаг и угол профиля и обозначается соответствующими степенями точности.

Токарная обработка резьбы выполняется после предварительного обтачивания или растачивания цилиндрической поверхности. Наружная резьба нарезается при согласованном вращении заготовки и продольном перемещении суппорта. Внутренняя резьба формируется расточным резцом или машинным метчиком. На токарных станках с ЧПУ весь процесс программируется: задаются шаг, число проходов, глубина резания на каждом проходе, скорость и направление вращения.

Технология нарезания наружной и внутренней резьбы

Нарезание наружной резьбы резцом производится за несколько проходов. Черновые проходы выполняются с относительно большой глубиной резания и служат для удаления основного объёма металла. Чистовой проход выполняется с малой глубиной и обеспечивает требуемую точность среднего диаметра и шероховатость поверхности. Геометрия резьбового резца должна точно соответствовать профилю нарезаемой резьбы. Для метрической резьбы угол при вершине резца равен 60°, передний и задний углы выбираются в зависимости от обрабатываемого материала.

Внутренняя резьба нарезается расточным резцом на токарном станке либо машинным метчиком. Резцовый метод обеспечивает высокую точность и возможность нарезания резьб большого диаметра, однако производительность его ниже. Метчики применяются для резьб сравнительно небольшого диаметра и в условиях серийного и массового производства. На современных токарных центрах с ЧПУ метчик может устанавливаться в приводной инструментальный блок, что позволяет выполнять нарезание резьбы в одном установе с другими операциями.

Жёсткость технологической системы имеет критическое значение. При недостаточной жёсткости возникают вибрации, приводящие к искажению профиля резьбы, ухудшению шероховатости и ускоренному износу инструмента. Для длинных деталей применяются люнеты, вылет резца стараются минимизировать, режимы резания назначают с учётом динамической устойчивости системы.

Подготовка поверхности и сопутствующие слесарные работы

Перед нарезанием резьбы цилиндрическая поверхность должна быть обработана с точностью, гарантирующей получение требуемого среднего диаметра. Для наружной резьбы диаметр стержня выполняется близким к нижнему пределу допуска, для внутренней резьбы отверстие — к верхнему пределу. На торцах обязательно снимаются фаски, которые облегчают вход инструмента, предотвращают образование заусенцев и защищают первые витки резьбы от повреждений.

После нарезания резьбы выполняются слесарные операции по удалению заусенцев, контролю профиля и шага, калибровке резьбовыми калибрами. Для резьб, работающих в условиях вибраций и переменных нагрузок, применяются стопорящие элементы: контргайки, пружинные шайбы Гровера, зубчатые шайбы, анаэробные фиксаторы резьбы. Установка этих элементов относится к слесарным работам и выполняется в соответствии с требованиями конструкторской документации.

Особое внимание уделяется защите резьбовых поверхностей при последующих сварочных операциях. Резьбовые отверстия закрываются пробками, стержни — колпачками или специальными чехлами. После сварки выполняется контроль чистоты резьбы, удаление возможных брызг и оксидов, при необходимости — калибровка.

Режимы резания и выбор инструмента

Скорость резания при нарезании резьбы назначается ниже, чем при обычном продольном точении, из-за более тяжёлых условий работы инструмента и необходимости получения точного профиля. Для углеродистых конструкционных сталей скорость составляет 20–40 м/мин, для нержавеющих сталей — 10–25 м/мин, для алюминиевых сплавов — 40–80 м/мин. Подача равна шагу нарезаемой резьбы. Глубина резания на черновых проходах обычно находится в пределах 0,15–0,4 мм, на чистовых — 0,05–0,1 мм.

Резьбовые резцы изготавливаются из быстрорежущих сталей или твёрдых сплавов. При обработке нержавеющих сталей предпочтительны твёрдосплавные резцы с износостойкими покрытиями (TiN, TiAlN, AlCrN), снижающими склонность к налипанию материала. Метчики и плашки выбираются в соответствии с диаметром, шагом и допуском резьбы, а также с обрабатываемым материалом. Для глухих отверстий применяются метчики с специальной геометрией, обеспечивающей эффективный отвод стружки.

Контроль качества резьбы и интеграция со сваркой

Контроль резьбы выполняется комплексом средств. Резьбовые калибры (пробки для внутренних резьб и кольца для наружных) позволяют быстро проверить проходимость и непроходимость. Микрометры со специальными вставками измеряют средний диаметр. Оптические приборы и координатно-измерительные машины применяются для полного контроля профиля, шага и угла. Для ответственных резьб выполняется 100-процентный контроль калибрами и выборочный профильный контроль.

При изготовлении сварных конструкций с резьбовыми элементами технологический процесс строится так, чтобы нарезание резьбы выполнялось после основных сварочных операций, либо резьбовые поверхности надёжно защищались на время сварки. После сварки контролируется состояние резьбы, удаляются возможные загрязнения, выполняется калибровка. В ряде случаев после термообработки сварного узла требуется повторная калибровка или чистовое прохождение резьбы.

Токарная обработка резьбы в сочетании со слесарными работами и сваркой позволяет получать надёжные резьбовые соединения в составе сложных металлоконструкций. Точное соблюдение режимов резания, качественная подготовка цилиндрических поверхностей, защита резьбы при сварочных операциях и систематический контроль гарантируют соответствие резьб требованиям прочности, герметичности, свинчиваемости и долговечности, необходимым для безопасной и надёжной эксплуатации оборудования пищевой промышленности.