Зъбонарезни и резбонарезни инструменти

Част II. Характеристики на резбонарезните инструменти

     В предишния брой на сп. Инженеринг ревю публикувахме първата част на статията, посветена на зъбонарезните и резбонарезните инструменти, в която акцентът бе върху различните видове зъбонарезни инструменти. Сред представените инструменти бяха червячните фрези, зъбодълбачните колела, протяжки и други. В настоящия брой продължаваме темата с различните видове резбонарезни инструменти.

Широкото използване на резбовите съединения в практиката определя и разработването на различни методи и инструменти за тяхното получаване. Известно е, че резбите се подразделят на остроъгълни, правоъгълни, трапецовидни, сферични и т. н. и могат да бъдат нарязани върху външни или вътрешни цилиндрични или конусни повърхнини. За обработване на винтовите и резбовите повърхнини се използват основно три групи методи - методи за първично формообразуване, резбонарязващи методи и методи за формообразуване чрез пластично деформиране.

Резбонарязването включва използването на различни резбообработващи инструменти: ножове, метчици, плашки, фрези, резбонарязващи глави, протяжки и прошивки и абразивни инструменти.

Резбонарязващи ножове
Резбонарязващите ножове са сред най-универсалните инструменти. Подходящи са за обработка на различни профили външни и вътрешни резби. По форма обикновено се подразделят на прътовидни, призматични и кръгли, а според броя на режещите зъби - на еднозъби и многозъби.

Характерно за прътовидните резбонарязващи ножове е, че профилът на главата съответства на резбата. За изработването им най-често се използват бързорежеща стомана или твърдосплавни пластини, споени или механично закрепени. От своя страна, призматичните и кръглите ножове с едно острие представляват профилни ножове, които се закрепват в специални държачи и в сравнение с обикновените позволяват по-голям брой презаточвания.

Сред широко използваните видове ножове за обработване на резби са и гребеновидните. Конструктивно те се състоят от няколко остриета. В зависимост от формата си обикновено се подразделят на плоски, призматични и кръгли. По-разпространени в практиката са кръглите гребеновидни ножове, тъй като са по-технологични.

Метчици
Едни от най-често използваните инструменти за обработване на вътрешни резби са метчиците. Считат се за особено подходящи при обработването на вътрешни резби с малки диаметри. Имат формата на винт, върху който са направени прави или винтови стружкови канали.

В практиката приложение намират различни по конструкция и предназначение метчици - ръчни, машинни, гайкови, плашкови, калиброващи плашкови, тръбни, конусни и др. Конструктивно те включват три основни части - режеща, калиброваща и опашка. Основната част от работата по оформяне на резбата се извършва от режещата част. Обикновено тя е с формата на конус, което позволява общата работа да се разпредели между голям брой режещи зъби, разположени по дължината на режещата част.
Добре е да се има предвид, че между дължината на режещата част на метчика и дебелината на срязваната стружка съществува реципрочна зависимост. Дебелината на стружката оказва голямо влияние върху силовото натоварване на инструмента и неговата трайност, а също така и върху грапавостта на обработената резба. Увеличаването на дължината на режещата част води до по-малка дебелина на стружката, което увеличава времето на работа на инструмента и намалява грапавостта на резбата. В този случай обаче се увеличава специфичното съпротивление на рязане и времето за врязване на инструмента.

За нарязване на резбата може да се използва един метчик или комплект метчици. От гледна точка на производителността и икономичността за по-изгодно се счита обработването с един метчик.

Калиброващата част на метчика се използва освен за калиброване на нарязваната резба, за направляване и подаване на метчика и като запас за презаточване.
Опашката на метчика обикновено е с цилиндрична форма и завършва с квадрат, чрез който се предава въртящият момент. Използва се за закрепване на метчика в патронника на машината или във въртока при ръчно нарязване.

Тъй като метчиците се използват за обработването на вътрешни винтови повърхнини, към стружковите канали се предявяват твърде високи изисквания. Необходимо е формата на каналите да осигури правилно формиране, побиране или отвеждане на стружките при рязането. Също така да не се допуска обратно рязане при развинтване на метчика, както и налепване и запресоване на стружки в каналите. С оглед на предотвратяването на пукнатини при закаляването, е добре каналите да нямат резки преходи.

Също така е необходимо диаметърът на сърцевината да осигурява необходимото пространство за стружките и достатъчна якост на метчика.

Влияние върху начина на отвеждане на стружката оказва и направлението на каналите. Те могат да бъдат прави, винтови или наклонени. Най-широко използвани са метчиците с прави канали, при които обаче отвеждането на стружката от режещата част е сравнително по-трудно.

Резбови протяжки, прошивки, плашки
При обработването на едри и многоходови резби с големи стъпки и дължини се предпочита използването на резбови протяжки и прошивки. Конструкцията на резбовите протяшки позволява по време на работа стружките да се снемат чрез върховия и страничните режещи ръбове на зъбите, което осигурява висока точност на обработвания профил.

Характерна особеност на резбовите прошивки е, че въртящият момент се предава от двата края на инструмента, което води до намаляване на напреженията в критичните сечения на инструмента и дава възможност да се работи само с един инструмент при по-големи сечения на срязвания слой.

Сред широко използваните резбонарезни инструменти са и плашките. Те са подходящи както за ръчно, така и за машинно нарязване на външни резби. Характеризират се с по-ниска производителност и по-ниско качество на нарязваната резба в сравнение с други инструменти, използвани за нарязване на външни резби. Широкото им приложение в практиката се дължи на сравнително лесната работа с тях и невисоката цена. По конструкция биват кръгли, тръбни и призматични.

За нарязването на резби се използват и резбонарезни фрези, които са подходящи за нарязване на външни и вътрешни резби. Според конструкцията и начина на работа фрезите се делят на дискови и гребеновидни и ножови глави. Дисковите фрези се използват предимно за обработването на трапецовидни резби с големи стъпки и дължини. Гребеновидните фрези са с цилиндрична форма и затиловани зъби. Използват се предимно за нарязване на остроъгълни резби с незначителна дължина и малък ъгъл на подема.

За скоростно нарязване на външни и вътрешни резби широко използвани са ножовите глави. Голямо разпространение са получили главите за обработване на червяци и ходови винтове. За нарязване на външна резба с ножова глава могат да се използват два подхода - чрез вътрешно допиране, когато заготовката се намира вътре в траекторията на движението на ножовете и чрез външно допиране, когато заготовката е извън траекторията на ножовете.

За нарязване на външни и вътрешни резби се използват и резбонарязващи глави, които са сравнително сложни сглобяеми инструменти. В тялото на главата обикновено се поставят по четири регулируеми режещи елемента, познати като гребени или платки. В зависимост от конструкцията на гребените и начина на разположението им спрямо заготовката резбонарязващите глави се подразделят на: глави с радиални призматични гребени; глави с тангенциални призматични гребени; глави с кръгли гребени. Всеки гребен е изместен осово в тялото на 1/4 от стъпката спрямо предходния. Сред техните предимства са високата производителност, високо качество на нарязваната резба, възможността за голям брой презаточвания и други.