Накатка резьбы с использованием роликов

Накатки для беговых лыж

Купив лыжи в магазине, их нужно подготовитьк эксплуатации, чтобы улучшить беговые качества. Структура поверхности снега отличается от структуры скользящей поверхности лыж, и для уменьшения силы трения нужно сделать ее рифленой и смазать специальной мастикой или парафином.

Что такое накатка

Накатка — станок с роликом, имеющим профильный узор с различными конфигурациями и глубиной линий. Как правило, используются ролики различных видов, в зависимости от погоды, влажности и вида трассы. Чем ниже температура снега, тем тоньше должна быть структура ролика.

Накатка включает в себя и дополнительную обработку поверхностей мастиками, парафинами с содержанием фтора, мазями для усиления держания.

Смазки и способ их нанесения

В качестве смазки используют мази для усиления скольжения, или парафины, и держания. Сначала нужно удалить остатки ранее нанесенной смазки и грязи. Для этого понадобится:

• смывка или бензин для зажигалок;
• кусочек мягкой фиберленовой материи;
• нейлоновая щетка.

Обработайте скользящую поверхность смоченной в смывке или бензине мягкой ветошью, нейлоновой щеткой пройдите несколько раз по направлению от носка до пятки и удалите пыль от парафина кусочком фиберленовой ткани.

Мазь для улучшения скольжения наносится определенным способом. Возьмите парафин (он должен быть свежим), расплавьте его на поверхности специального утюга и аккуратно нанесите на скользящую поверхность. Через 10-15 минут остатки остывшего парафина снимите скребком, уберите образовавшуюся пыль и снова обработайте нейлоновой щеткой. Возникающие отходы удаляйте фиберленом до полного ее исчезновения.

Нанесение парафина нужно повторить несколько раз, специалисты рекомендуют не меньше десяти.

Мазь для держания лучше наносить натуральной пробкой, растирая до полного впитывания. Причем она используется только при классическом способе катания.

Процесс накатывания, виды и назначение

Формообразование при процедуре накатывания выполняют без получения стружки. Оно состоит в том, что инструмент (ролик, резец и т. д.) вдавливается в тело материала и за счет поверхностной деформации получают соответствующий профиль. Как видим накатка – это холодный способ обработки поверхностного слоя детали в процессе, которого формируется сетка, резьба, риски, насечек и другие шероховатости, не нарушая ГОСТ.

Это разрешает на поверхности ряда деталей (ручках, рукоятках, головках винтов) машин и аппаратов для удобства в эксплуатации иметь шероховатость в виде определенного рифленого узора. На данный момент практикуется два основных вида накатки токарной:

• формообразующая;
• упрочняющая;

Первый вариант применяют в формообразовании зубьев на колесах и валах, резьбы на изделиях, нанесении шкалы на приборах. Упрочняющее накатывание поверхности материала используют для увеличения прочности и износостойкости. В ходе накатки токарной на поверхности поделки образуется наклеп, способствующий повышению эксплуатационных свойств материала, и выдерживается гост. Таким способом выполняют пластическую деформацию валов, втулок, осей и других изделий.

Процедура токарной накатки выполняется быстро, а с учетом полученных дополнительных свойств изготовление таких деталей при серийном производстве становится экономически выгодным. Способ токарной накатки применяют для поделок в связи с повышением требований к рабочим характеристикам техники: прочности,  высокой производительности, быстроходности, точности и прочих качеств. Данный метод применяют только на поделках с заранее подготовленной поверхностью.

Виды накатных роликов для рифления

Упрочнение поверхностного слоя требуется для повышения эксплуатационных характеристик деталей, как требует гост. После токарной накатки они менее чувствительны к разрушению от усталости, повышается износостойкость и антикоррозийные способности, удаляются микротрещины и риски. Заготовка приобретает нужные размеры и формы. Для выполнения такой работы применяют чаще всего токарные станки.

Беспарафиновые способы подготовки лыж

Как видно, нанесение парафина − трудоемкий и длительный процесс, а содержащийся в мастиках фтор вреден для здоровья. Во время разогревания фтор активно выделяется в воздух, и человек вынужден его вдыхать. Но есть альтернатива — накатка лыж без использования парафина.

Икс-риллер — новое решение в накатке

Это новая разработка специалистов, позволяющая изменять поверхность скольжения лыжи путем нанесения тисненой структуры.

Основные особенности такой беспарафиновой обработки:

• позволяет не нарезать, а нанести структуру на скользящую поверхность;
• более острые края перепадов;
• больший шаг винтового ножа;
• создает пересекающийся рисунок с разнообразными перепадами;
• более высокое давление позволяет оставить четкий след на обработанной поверхности;
• высокая температура разогрева.

Стратегия

Для сухой холодной погоды применяют Икс-риллер умеренного давления с короткими проходами по всей поверхности. А для использования лыж при снежной и достаточно влажной погоде его разогревают до 150°С и усиливают давление при прохождении скользящей поверхности и делают небольшие проходы. Для каждой погоды подбираются комбинации различных стратегий.

4 Информация о резьбонакатных станках

Для накатки резьбы используются полуавтоматические станки с двумя либо тремя роликами. Любой резьбонакатной станок состоит из двух основных частей:

• гидравлического привода, который необходим для формирования накатывающего усилия для деформирования изделия и формирования требуемой резьбы;
• устройства для вращения в одном направлении роликов.

Такие агрегаты могут функционировать в следующих рабочих режимах: автоматический и полуавтоматический; наладочный; работа без отвода резьбонарезной головки на упоре.

Некоторые станки, кроме того, оснащаются дополнительными приспособлениями, что значительно расширяет их рабочие возможности и ускоряет процесс накатывания резьбы роликами. Например, механизм поворота шпиндельного узла дает возможность выполнять операцию с осевой подачей, а устройства автозагрузки и автовыгрузки изделий позволяют интегрировать оборудование в линии и мощные комплексы крупносерийного производства.

Небольшой обзор популярных резьбонакатных агрегатов:

• «PEE-WEE»: экономичные, высокотехнологичные и надежные установки из Германии с различными показателями давления накатки (5–60 тонн). Все модели снабжаются на заводе механизмом автоматической загрузки деталей, могут оснащаться шпинделями наклонного типа, что обеспечивает возможность работы с профилями большой длины.
• «PROFIROLL»: немецкие станки, отличающиеся простой переналадкой, оборудованные качественной и понятной системой управления. Нельзя не отметить их долговечность и простоту обслуживания.
• «В28»: недорогое белорусское оборудование для радиальной и осевой обработки с усилием сжатия от 80 (модель «В28-80») до 630 («В28-630») кН.
• Станки от Азовского комбината кузнечно-прессового оборудования: «A9527», «A9524», «AA9521.02 (03)» и другие.

Станки и инструменты

виды рифления

Станки. Для выполнения накатки необходим токарный или другой станок с мощным держателем резца, потому что во время работы инструмент поперечно подается и прижимается к детали с повышенным усилием. Возможна автоматическая или ручная подача. На станке выставляются обороты не более 100 в минуту. Самые мощные и специализированные станки выполняют процедуру в один проход, иногда необходимо пройти несколько раз.

Ролики. Существует множество видов роликов, выполняющих различные формы рифления на поверхности детали. Ролик вставляется в державку, которая может быть:

• с плавающей головкой;
• V-образная;
• U-образная;
• двухсторонняя;
• односторонняя.

Универсальные накатки позволяют работать одновременно парой роликов, создавая крестовой узор. У некоторых моделей есть возможность изменения глубины канавок. Универсальные модели устанавливаются практически на любой станок. Ролики идут в комплект, их можно приобрести дополнительно.

Демонстрация токарной накатки в видеоролике:

1 Накатка резьбы с помощью роликов – достоинства и недостатки методики

Под накатыванием роликами понимают операцию пластического холодного деформирования поверхности обрабатываемой детали, при которой металл подвергается высокому давлению.

В результате этого между резьбовыми витками наблюдается явление заполнения впадины, что приводит к формированию требуемой резьбы. Причем подобное деформирование происходит без снятия стружки с заготовки.

Достоинствами данной методики признаются далее приведенные факты:

• верхняя часть детали характеризуется очень малым уровнем шероховатости;
• показатель усталостной прочности изделия находится на высоком уровне;
• производительность операции в несколько раз выше, нежели при использовании стандартной методики, когда резьба нарезается;
• высокая величина твердости и стойкости против эксплуатационного износа, а также прочностного показателя поверхности заготовки, обусловленная наклепом.

К недостаткам накатки роликами относят то, что, во-первых, по сравнению с процессом шлифования металла она менее точна, во-вторых, требуются достаточно дорогие приспособления для осуществления технологического процесса

Кроме того, при использовании роликов важно грамотно выбирать режим обработки и очень точно рассчитывать геометрические параметры рабочего инструмента и детали. Если эти условия не будут выполнены, возрастает вероятность образования ряда негативных явлений:

• отслаивание металла по резьбе;
• чешуйчатость заготовки;
• большой перенаклеп.

2 Кратко о популярном инструменте для накатывания резьбы

Для упорных, метрических, трапецеидальных и других по профилю резьб применяются плоские резьбонакатные плашки. Данный вид инструмента хорошо зарекомендовал себя также для выполнения винтовых и кольцевых канавок на пластичных деталях, разнообразных рифлений и шурупных резьб.

Используются не отдельные плашки, а их комплект из двух штук. Одна из них соединена с ползуном металлообрабатывающего агрегата, что позволяет ей осуществлять движение возвратно-поступательного характера. Вторая монтируется на рабочей поверхности станка неподвижным образом. Движущаяся плашка при перемещении агрегата захватывает изделие, которое требуется обработать, и по неподвижной плашке осуществляет его прокатку.

Для нанесения внутренних резьб применяют раскатники – похожие на машинные метчики специальные стержни, на которых уже имеется резьба. Они снабжены хвостовиком, калибрующей и заборной частью. Резьба на заготовке получается за счет пластического деформирования (аналогично обработке роликами). Раскатники рекомендуется применять для работы с цветными листовыми металлами, мягкими и вязкими марками стали, материалами с высоким уровнем пластичности.

Основные ошибки при накатке, совершаемые непрофессионалами

Начинающие лыжники пытаются использовать подручные инструменты и оборудование при предварительной обработке снаряжения. Так, использование бытового утюга при нанесении парафина может нанести непоправимый вред поверхности лыж. Также категорически запрещено пользоваться острыми режущими предметами и жесткими щетками для нанесения структуры.

Качественно и профессионально подготовленные лыжи позволят насладиться процессом гладкого скольжения по снегу в хорошую погоду. Кроме того, беспарафиновая накатка сохранит надолго как поверхность спортивного инвентаря, так и время, и здоровье. Пользуйтесь правильными накатками для своих лыж!

Ролики для накатки резьб на Утяжеленных Бурильных Трубах (УБТ)

Ролики для накатки резьб на Утяжеленных Бурильных Трубах (УБТ)

ГОСТ 28487-90 Резьба коническая замковая для элементов бурильных колонн. Профиль. Размеры. Допуски (с Изменением N 1) (строки из ГОСТа «Приложение №2 пункт 2. Для предохранения замковой резьбы от коррозии и заедания применяется фосфатирование или другие способы защиты поверхности, например, поликомпозиционными покрытиями на основе меди. Для повышения сопротивления усталости может применяться обкатка роликом, выполнение соединений коническим или цилиндрическими с зарезьбовыми разгрузочными канавками и др. Вид покрытия, метод повышения сопротивления усталости указывается в технической документации на конкретное изделие.» «Приложение №3 пункт 2. Зарезьбовая разгрузочная канавка по варианту 1 удобная для обработки. Однако при ее изготовлении происходит стачивание витков резьбы. Ее применение нецелесообразно при больших крутящих моментах свинчивания соединения и небольшом числе рабочих витков резьбы.

ГОСТ Р 50864-96 Резьба коническая замковая для элементов бурильных колонн. Профиль, размеры, технические требования (Строки из ГОСТа «пункт 4.8 Для повышения работоспособности резьбового соединения при знакопеременных изгибающих нагрузках для УБТ рекомендуется применение обкатки впадины резьбы роликами. Контроль натяга резьбы калибрами производится до обкатки.»)

Черт.1. Профиль наружной (ниппель) и внутренней (муфта) замковой резьбы (правой и левой) и размеры его элементов

* Размеры для справок

Р- шаг резьбы; K(2tgφ) — конусность резьбы; φ — угол уклона резьбы; Н — высота исходного треугольника резьбы;

h1 — высота профиля резьбы; h — рабочая высота профиля резьбы; b — срез вершины резьбы; f — срез впадины резьбы;

α — ширина площадки резьбы; r* — радиус закругления впадины резьбы; r1- радиус закругления вершин профиля резьбы

Таблица 1

Размеры в мм

Параметры и элементы резьбы	Форма профиля
I	II	III	IV	V
Число витков на25,4 мм	5	4
Р	5,08	6,35
K(2tgφ)	1:4	1:6	1:4
φ	7°7’30»	4°45’48»	7°07’30»
Н	4,376	5,471	5,487	5,471
h1	2,993	3,742	3,755	3,095	3,083
h	2,626	3,283	3,293	2,633	2,625
b	0,875	1,094	1,097	1,427	1,423
f	0,508	0,635	0,965
α	1,016	1,270	1,651
r*	0,508	0,635	0,965
r1	0,38

* Размер приведен для проектирования резьбообразующего инструмента.

Примечания :

1. Шаг резьбы Р измеряется параллельно оси резьбы.

2. Указанная точность размера h1 необходима для определения параметров профиля резьбы для резьбообразующего инструмента.

4. ДОПУСКИ

4.2. Предельные отклонения параметров замковой резьбы не должны превышать следующих:

шага на длине резьбы25,4 мммежду любыми двумя нитками, мм	±0,05
шага на всей длине резьбы, мм	±0,11
угла наклона боковой стороны профиля 30°	±30′
конусности на длине конуса100 мм:
наружного и среднего диаметра наружной резьбы, мм	+0,25
внутреннего и среднего диаметра внутренней резьбы, мм	-0,25
радиуса закругления вершин профиля резьбы r1, мм	+0,2

4.3. Предельные отклонения высоты профиля замковой резьбы должны соответствовать указанным на черт.3 и в табл.3.

Черт.3. Предельные отклонения высоты профиля замковой резьбы

Черт.3

Таблица 3, мм

Шаг резьбы Р	Предельные отклонения высоты профиля наружной и внутренней резьбы
∆h1
4,233 (для профиля VI)	-0,060	+0,040
5,08 (для профилей I)	-0,120	+0,080
6,35 (для профилей II-V)	-0,180	+0,120

Примечание. Предельные отклонения, указанные в табл.3, являются исходными для проектирования резьбообразующего инструмента и факультативными для изделий.

4.5. Параметры шероховатости поверхности резьбы Rα должны быть не более 3,2 мкм.

Как происходит сам процесс?

Выполнять накатывание можно на любом токарном станке с мощным резцедержателем. Данный вид оборудования обеспечивает быстрый и максимально точный перенос нужного узора на деталь.

Подготовительные работы

Подготовка начинается непосредственно с установки накатки в резцедержатель. Сам процесс аналогичен креплению резца — державка полностью фиксируется болтами, вылет рабочей части минимальный. Перед началом работы ролики чистят специальной щеткой. Это необходимо для удаления металлической пыли.

Важно!
Устанавливать инструмент нужно строго по центру.

Под накатку не нужно оставлять припуск. Размер и форма детали после рифления не меняется.

Непосредственно накатка

Деталь крепится в трехкулачковый патрон. Ролик располагается параллельно обрабатываемой поверхности. Оптимальная частота вращения шпинделя — от 40 до 100 об/мин.

На ручной поперечной подаче инструмент подводится к заготовке, слегка ее касаясь. Далее, накатка вдавливается в поверхность детали на 0,5-0,8 мм (отмечать нужно на лимбе поперечной подачи). После выполняется продольная подача инструмента на скорости 1-2 мм/об. Подавать ролик можно автоматически или вручную.

Когда инструмент пройдет заданную длину, необходимо снова углубиться на 0,5-0,8 мм, и включить продольную подачу в обратном направлении. Предварительно нужно убедиться, что зубчики инструмента попадают в уже сделанные насечки.

Количество подходов зависит от обрабатываемого материала. В большинстве случаев необходимо прогнать ролик 4-7 раз. Иногда нужный узор получается с первого или второго раза.

Справка! После каждого прохода заготовку смазывают веретенным или машинным маслом, это обеспечивает лучшее качество поверхности.

Заключительные доработки и проверка

Проверить правильность и качество накатки можно только на глаз. Если рифление получилось равномерное, без дефектов — деталь можно снимать.

Какие инструменты необходимы?

Приспособления изготовлены преимущественно из инструментальной стали. Инструмент состоит из держави, к которой крепятся ролики. В зависимости от размера зубцов на ролике получается мелкий, средний и крупный узор.

Накатные ролики

Применяются для получения рифленой поверхности на детали. Ролик крепится к державке, которая вставляется в резцедержатель. Ролики бывают односторонними и двусторонними. Для получения прямого узора используется один ролик. Если нужно сетчатое рифление, применяется двусторонний инструмент с противоположным направлением узора.

Важно!
Ширину и диаметр ролика выбирают исходя из размера детали.

Зубчатые

Используются для формирования зубьев на цилиндрических деталях. инструмент в большинстве случаев обеспечивает нужные параметры поверхности за один проход.

Универсальные

Применяются для формирования рифлений на ручках, винтах, а также образования рисок и насечек на цилиндрических изделиях.

Стандартные шарики

Изготовлены преимущественно из твердых сплавов, либо из закаленной стали. Шариковые накатки дополнительно оснащены пружиной, которая обеспечивает равномерный нажим на деталь. Отрегулировать силу давления шарика на поверхность можно при помощи специального винта. Применяются шарики для обработки не жестких деталей.

Накатывание резьбы

Производится путем выдавливания металла из заготовки. В качестве инструмента используются специальные накатные ролики. Их профиль и шаг соответствует будущей резьбе. Ролики закрепляют в пиноль задней бабки, либо держат за рукоятки вручную, как при работе с плашками.

3 Особенности использования роликов для накатки резьбы

Все описанные выше способы выполнения резьбы по своим технологическим возможностям ощутимо уступают методике, при которой используются ролики. Как правило, применяется два ролика (иногда их может быть три или четыре). А сам рабочий процесс производится на универсальных либо специальных станках для накатки резьбы.

Существует три варианта накатывания резьбы роликами в зависимости от того, каким образом резьбонакатной станок подает рабочий инструмент и изделие: с тангенциальной подачей детали; с радиальной подачей роликов; с осевой подачей заготовки.

Тангенциальная схема обеспечивает высокую производительность агрегата. Она может выполняться подачей:

• двух роликов цилиндрической формы, каждый из которых имеет собственную окружную скорость;
• двух пар роликов затылованного типа либо просто двух таких роликов;
• двух роликов затылованного типа в центрах.

Отличие цилиндрических приспособлений от затылованных заключается в том, что у вторых имеется не только калибрующая и заборная части, но еще и сбрасывающая. По стоимости затылованные ролики дороже обычных, а использовать их можно как на простых станках, на которых шпиндельные узлы находятся в фиксированном положении, так и на специальных полуавтоматических резьбонакатных установках.

В тех случаях, когда применяются две пары затылованных роликов, процесс накатывания резьбы ускоряется. Резьбу можно наносить одновременно на два конца изделия или же обрабатывать сразу две детали. А при монтаже заготовки в центрах станка следует пользоваться крупными по сечению роликами (от 20 до 30 сантиметров).

Более популярным способом накатки резьбы является вариант, когда ролики подаются радиально. Востребованность этой методики обусловлена в первую очередь простотой используемого инструмента и необходимой для выполнения операции оснастки. Обычно накатка производится при помощи двух вращающихся роликов. Радиальную подачу при этом имеет лишь один из них.

При радиальной подаче применяются только цилиндрические ролики, которые соответствуют положениям Государственного стандарта 9539. Они бывают нормальной и повышенной точности, предназначены для нарезания резьбы сечением от 3 до 68 миллиметров (шаг варьируется от 0,5 до 6 миллиметров). Посадочное отверстие таких цилиндрических приспособлений может иметь следующие размеры – 45, 80, 54 или 63 миллиметра.

Геометрические параметры роликов цилиндрической формы устанавливают посредством проведения специальных расчетов, при которых во внимание принимается уровень точности, шаг, сечение и протяженность резьбы, которую требуется произвести. Очень важным представляется и то, чтобы винтовая линия на резьбе и на роликах характеризовалась идентичными углами подъемов

Именно по этой причине на роликах резьба выполняется многозаходной.

Если на изделие необходимо накатать длинную резьбу, в большинстве случаев применяется схема осевой подачи детали. Она производится на средней скорости порядка 9 тысяч миллиметров в минуту. Данная схема реализуется крайне редко, так как при ней отмечается уменьшение прочности инструмента, вызванное проскальзыванием витков обрабатываемого изделия и роликов, а также наличие погрешности шага (на каждые 10 сантиметров длины около 10 микрометров).