Слесарное дело

3.3. Контроль качества резьбы. Дефекты, способы их выявления и меры предупреждения

Измерение и проверка качества внутренней резьбы производятся резьбомером, резьбовой пробкой и штангенциркулем. Резьбомер служит для определения системы резьбы, размера шага метрической резьбы или количества ниток на один дюйм дюймовой резьбы. Резьбомер является одномерным инструментом для измерения наружной и внутренней резьбы. Резьбовая пробка (калибр) служит для комплексной проверки основных элементов внутренней резьбы. Она имеет проходную и непроходную стороны (проходная сторона имеет длинную часть с резьбой, а непроходная — короткую). Штангенциркулем пользуются для измерения внутреннего диаметра резьбы в отверстиях.

Проверка внутренней резьбы резьбомером производится последовательным накладыванием пластинок метрического или дюймового резьбомера на проверяемую резьбу так, чтобы шаблон (гребенка) был размещен вдоль оси гайки, а зубья гребенки вошли в резьбовые нитки гайки. Эту операцию выполняют до тех пор, пока профиль резьбы шаблона точно совпадет с резьбой гайки. После этого по надписи на шаблоне устанавливают размер шага для метрической резьбы или число ниток на дюйм для дюймовой резьбы. Для проверки диаметра резьбы штангенциркулем в резьбовое отверстие гайки вставляют его короткие губки, раздвигая их по внутреннему диаметру до полного легкого соприкосновения с вершинами ниток резьбы и фиксируя положение рамки стопорным винтом. Закончив измерение, осторожно вынимают из гайки штангенциркуль, а результат измерения определяют по нониусу. При проверке внутренней резьбы проходным резьбовым калибром-пробкой вставляют резьбовой калибр в отверстие гайки и ввертывают его так, чтобы резьба пробки вошла в резьбу гайки. Во время ввертывания калибр должен идти по резьбе гайки свободно от руки, без особых усилий. Свободная посадка калибра на резьбе гайки с люфтом недопустима. При проверке непроходным резьбовым калибром-пробкой последний не должен ввертываться в отверстие или допускать ввертывание его без особого усилия не более чем на 2 нитки резьбы. Резьба признается годной в том случае, если проходной калибр-пробка ввертывается, а непроходной — не ввертывается более чем на 2 нитки. Качество нарезания трубной резьбы проверяют, навертывая на нее муфту по всей длине нарезки. Муфта должна идти по резьбе свободно от руки или с помощью трубного ключа при небольшом усилии.

Для предупреждения брака и поломки зубьев плашки при нарезании наружной резьбы следят за соблюдением перпендикулярного положения плашки по отношению к стержню: плашка должна врезаться в стержень без перекоса. Наружную резьбу проверяют резьбовыми микрометрами, резьбовыми калибрами (кольцами) и резьбовыми шаблонами.

Рассмотрим наиболее распространенные дефекты, полученные при нарезании резьбы. Рваная резьба может получиться в результате использования тупого метчика или плашки. Также возможны неудовлетворительное охлаждение резьбонарезного инструмента во время работы или его перекос относительно отверстия. Данный дефект можно устранить путем замены инструмента, либо увеличения его охлаждения во время работы, либо правильной установки метчика или плашки относительно отверстия . Тупая резьба может быть получена в результате большого диаметра отверстия под резьбу или использования стержня малого диаметра, а также применения сверла с малыми передними и задними углами. Устранение дефекта возможно путем правильного подбора диаметров сверла и резьбонарезного инструмента. Возможна замена инструмента с учетом обрабатываемого материала. При получении неточного профиля резьбы необходимо обратить внимание на вязкость материала детали (она может быть высокой), на величину переднего угла резьбонарезного инструмента, на правильность его заточки, на длину заборного конуса метчика. Также возможны несоответствие смазочно-охлаждающей жидкости обрабатываемому материалу или слишком высокая скорость нарезания резьбы. Для того чтобы профиль резьбы был более точен, необходимы замена инструмента, подбор охлаждающей жидкости и режимов нарезания резьбы в соответствии с техническими условиями. Ослабленная резьба получается в результате неправильной установки метчика в отверстие, биения инструмента или применения повышенной скорости нарезания резьбы. Данный дефект устраняется путем правильной установки метчика, ликвидации биения инструмента и правильного выбора скорости нарезания резьбы. Получение тугой резьбы возможно при применении инструмента, диаметр которого не соответствует заданному диаметру резьбы. Чтобы этот дефект не возникал в дальнейшем, необходимо применять инструменты нужного диаметра. При конусности резьбы неправильно вращается метчик, так как он разбивает верхнюю часть отверстия. Для устранения этого дефекта нужно правильно устанавливать метчик в соответствующее зажимное устройство. Поломка метчика может быть вызвана защемлением стружки при вывертывании метчика или занижением диаметра отверстия под резьбу. Чтобы этот дефект не повторялся, необходимо периодически выводить метчик из отверстия для удаления стружки или применять сверла требуемого диаметра. Срыв резьбы мог быть вызван использованием затупившегося метчика либо попаданием стружки в его канавки. Также возможно, что диаметр просверленного отверстия под резьбу меньше требуемого. Для получения качественной резьбы метчик должен быть хорошо заточен, и при работе им необходимо периодически выводить его из отверстия для удаления стружки, а при высверливании отверстия под резьбу — применять сверла требуемого диаметра.

3.4. Требования к организации рабочего места и безопасности при нарезании резьбы

Резьбонарезной инструмент необходимо хранить по комплектам в деревянных футлярах, а измерительный — в мягких футлярах. Отдельные неукомплектованные инструменты хранят в специальных пирамидах, а метчики — в специально высверленных отверстиях в деревянных брусках. Ручки воротков, плашкодержателей, клуппов и гаечных ключей должны иметь чистую гладкую поверхность. Не рекомендуется работать замасленными ручками воротков, плашкодержателей, клуппов и гаечных ключей, так как в подобных случаях можно легко получить травму. Запрещается пользоваться ключами и воротками с погнутыми рукоятками, имеющими зазубрины и заусенцы. При пользовании гаечными ключами нельзя применять ключи, имеющие зев большего размера, чем гайки. Не допускается применение двух ключей для получения более длинного рычага. После работы с метчиков, плашек, воротков и клуппов их необходимо тщательно промыть керосином, протереть инструмент чистой сухой ветошью и смазать тонким слоем машинного масла. Запрещается сдувать стружку или удалять ее пальцами. Для удаления стружки с тисков или резьбовых ниток необходимо пользоваться щеткой или ветошью. В процессе работы следует остерегаться ранения рук о заусенцы и выступающие острые кромки инструмента. При нарезании резьбы метчиком на станке следует руководствоваться следующими правилами техники безопасности. Перед началом работы нужно привести в порядок одежду и головной убор, навести порядок на рабочем месте, проверить, находятся ли на своих местах ограждения станка и хорошо ли они закреплены. Необходимо помнить, что свисающие части одежды или головного убора, длинные волосы могут быть захвачены вращающимися частями станка (шпинделями или метчиком), зацепиться за выступающие части. Поэтому перед работой надо подвязывать завязки на рукавах и на головном уборе, тщательно убирать длинные волосы под головной убор. При нарезании резьбы не следует допускать образования длинных стружек: такие стружки, вращаясь вместе с метчиком, могут ударить по рукам или по лицу. При нарезании резьбы необходимо своевременно удалять стружку, так как большое ее количество может повлиять на качество резьбы. Это необходимо делать либо крючком, либо деревянной палочкой. Нельзя охлаждать работающий метчик смоченной ветошью: метчик может намотать ее на себя и захватить пальцы работающего. При нарезании резьбы на станке нельзя держать обрабатываемое изделие руками — его нужно зажимать станочными тисками или надежно прикреплять к столу станка. Чтобы не повредить руки об острые кромки изделия, следует при его установке и снятии пользоваться рукавицами. Нельзя устанавливать инструмент во время вращения шпинделя: это может привести к тяжелому ранению рук. Для переброски приводного ремня с целью изменения скоростей шпинделя следует обязательно остановить станок. Нельзя перебрасывать ремень руками на ходу станка, потому что это опасно для жизни.

3.5. Нарезание наружных и внутренних видов резьбы на отдельных и сопряженных деталях ручным и ручным механизированным инструментом

В процессе нарезания внутренней резьбы метчиком в глубоких отверстиях, в мягких и вязких металлах (таких, как медь, алюминий, бронза и др.) необходимо периодически вывертывать метчик из отверстия и очищать канавки от стружки. Резьба нарезается полным набором метчиков. Нарезание резьбы сразу средним метчиком без прохода черновым, а затем чистовым не ускоряет, а, наоборот, затрудняет работу: резьба в этом случае получается недоброкачественной, а метчик может сломаться. Средний и чистовой метчики вводят в отверстие без воротка и только после того, как метчик пройдет правильно по резьбе; на головку надевают вороток и продолжают нарезание резьбы. Глухое отверстие под резьбу нужно делать на глубину, несколько большую, чем длина нарезаемой части, с таким расчетом, чтобы рабочая часть метчика немного вышла за пределы нарезаемой части. Если такого запаса не будет, резьба получится неполной. В процессе нарезания необходимо тщательно следить за тем, чтобы не было перекоса метчика. Для этого надо через каждые 2–3 нарезанные нитки проверять с помощью угольника положение метчика по отношению к верхней плоскости изделия. Особенно осторожно нужно нарезать резьбу в мелких и глухих отверстиях.

При выборе диаметра стержня под наружную резьбу следует руководствоваться теми же соображениями, что при выборе отверстий под внутреннюю резьбу. Хорошее качество резьбы получается, если диаметр стержня на 0,3–0,4 мм меньше наружного диаметра нарезаемой резьбы. Если диаметр стержня будет значительно меньше требуемого, то резьба получится неполной; если же диаметр стержня будет больше, то плашка или не сможет быть навинчена на стержень и конец стержня будет испорчен, или во время нарезания вследствие перегрузки зубья плашки могут сломаться.

При нарезании резьбы плашкой вручную стержень закрепляют в тисках так, чтобы выступающий над уровнем губок конец его был на 20–25 мм больше длины нарезаемой части. Для обеспечения врезания на верхнем конце стержня снимают фаску.

Затем на стержень накладывают закрепленную в клупп плашку и с небольшим нажимом вращают клупп так, чтобы плашка врезалась примерно на 1–2 нитки. После этого нарезаемую часть стержня смазывают маслом и вращают клупп с равномерным давлением на обе рукоятки так, как при нарезании метчиком, т. е. 1–2 оборота вправо и пол-оборота влево.

Кроме нарезания резьбы круглыми плашками и раздвижными клуппами, применяют резьбонакатные плашки для накатывания резьбы. Плашки содержат комплект из трех резьбонакатных роликов, которые выбираются в зависимости от диаметра и шага резьбы. Перед накатыванием резьбы выполняют подготовительные работы аналогично нарезанию резьбы плашками, т. е. проверяют диаметр заготовки, снимают напильником заходную фаску на конце заготовки под углом 10° к оси. Затем на нарезаемую часть заготовки наносят смазку и накладывают плашку на нарезаемый конец заготовки так, чтобы заходная фаска вошла между тремя резьбонакатными роликами плашки без перекоса. Потом охватывают правой рукой плашку, надавливая на нее вниз, а левой рукой, держась за рукоятку плашки, поворачивают ее по часовой стрелке, применяя метод самозатягивания. Принудительная подача плашки на заготовку производится только в начале работы до захвата заготовки роликами. После самозатягивания выполняют вращение плашки с помощью рукояток, накатывая резьбу за один проход на заданную длину; затем обратным вращением плашки свертывают ее с резьбы и протирают чистой тряпкой.

Одним из наиболее распространенных способов соединения труб является резьбовое соединение на фитингах. Нарезание резьбы на трубах выполняют в следующей последовательности. Стальную трубу надежно зажимают в прижиме, не допуская смятия трубы. Выдвинутый конец трубы от прижима должен составлять 150–200 мм. Нарезаемый конец трубы очищают стальной щеткой и ветошью от грязи, окалины и коррозии, заусенцы снимают напильником. Проверяют и подготавливают клупп к работе, т. е. очищают все части клуппа от пыли и грязи, а все трущиеся части его смазывают машинным маслом. Подбирают необходимые плашки под размер резьбы, очищают их от пыли и грязи, проверяют остроту режущих кромок и исправность резьбовых ниток. Устанавливают плашки в клупп, рукояткой поворачивая диск-планшайбу до упора. Места установки плашек в корпусе клуппа должны быть полностью открыты. Затем поочередно вставляют плашки, закрепляя их поворотом рукоятки диска в противоположную сторону. Правильность установки плашек проверяют, перемещая рукоятки диска в ту или другую сторону. При этом плашки должны одновременно сближаться к центру или расходиться от него без приложения больших усилий на рукоятку. Точность установки плашки на нужный размер проверяют по делениям на корпусе клуппа. Положение диска и плашек закрепляется установкой «собачки» в шлицевую прорезь на диске. Нарезаемый конец трубы и плашки смазывают вареным маслом. Устанавливают клупп на конец трубы и, вращая червячный винт, подводят три направляющие плашки до соприкосновения с цилиндрической поверхностью трубы, обеспечивая устойчивое положение клуппа на трубе. Налаживают клупп для первого прохода резьбы так, чтобы заборная часть резьбовых плашек была размещена от края трубы на 2–3 нитки резьбы. Затем, вращая винт, перемещающий «собачку», а вместе с ней и диск, сжимают резьбовые плашки таким образом, чтобы они врезались в поверхность трубы примерно на 0,3–0,5 мм. Вращают клупп в четыре приема (за каждый прием необходимо описать угол не более 90°). Вращение выполняют до тех пор, пока не будет выполнен первый проход на заданную длину нарезания резьбы. Длину нарезанной части проверяют измерительной линейкой по длине конца трубы, вышедшей из клуппа, плюс ширина плашек. После выполнения одного прохода обратным вращением клуппа подводят плашки к концу трубы и устанавливают в первоначальное положение. Вторично сжимают плашки винтом так, чтобы они врезались в стенку трубы, и вращают до конца нарезки. После выполнения второго прохода обратным движением проводят плашки в первоначальное положение, затем продолжают выполнять последующие проходы. От числа проходов зависит качество нарезаемой резьбы, поэтому для получения полной и хорошей резьбы надо выполнять следующее число проходов: при диаметре труб до 1″ — два прохода, а свыше 1″ — три прохода. Перед каждым повторным проходом поверхности резьбы детали и плашек необходимо очистить от стружек и вновь смазать вареным маслом. После нарезания резьбы освобождают защелку, рукояткой планшайбы раздвигают плашки и свободно снимают клупп с конца трубы. Затем клупп тщательно протирают и смазывают все его части маслом.

Нарезка резьбы электрорезьбонарезателем производится следующим образом. Перед вводом в нарезаемое отверстие метчик смазывают маслом. Удерживая резьбонарезатель в руках так, чтобы не было перекоса метчика относительно оси отверстия, включают электродвигатель и слегка нажимают на корпус. После нарезания резьбы и прекращения нажатия шпиндель выдвинется из корпуса, и фланец войдет в зацепление с выступами зубчатого колеса. Но так как колесо вращается в два раза быстрее, то метчик начнет с удвоенной скоростью вывертываться из отверстия. Производительность в 6 —10 раз выше производительности ручного способа.

Нарезка резьбы резьбонарезателем с пневматическим приводом производится следующим образом. Перед вводом в отверстие метчик смазывают маслом. Не допуская перекоса метчика относительно оси отверстия, включают двигатель. Слегка нажимая на корпус, нарезают резьбу. При прекращении нажима на метчик пневмонарезатель изменит направление вращения, а метчик вывернется из отверстия. После нарезания резьбу протирают чистой тряпкой и проверяют.

При нарезании резьбы в отверстиях на сверлильных станках предохранительный патрон устанавливают в шпиндель станка, как в обыкновенный патрон с коническим хвостовиком. Метчик вставляют в цангу патрона и закрепляют накидной гайкой. Сверлильный станок налаживают на скорость резания в 5–8 м/с. После включения электродвигателя проверяют метчик на биение. Затем смазывают метчик маслом и нарезают резьбу. Метчик регулируют на допустимое усилие круглой гайкой, которая стопорится винтом. Наибольший размер нарезаемой этим резьбонарезателем резьбы 8 мм.

Контрольные вопросы

1. Что такое резьбовое соединение, назовите его основные характеристики.

2. Какие основные элементы резьбы вы знаете?

3. Опишите основные виды треугольной резьбы.

4. Назовите основной нарезной инструмент и дайте его краткую характеристику.

5. Как подразделяется машинный резьбонарезной инструмент?

6. Назовите основной резьбонакатный инструмент.

7. Какой существует инструмент для нарезания резьбы на трубах?

8. Как осуществляется контроль качества нарезания резьбы?

9. Назовите основные виды брака при нарезании резьбы и причины, повлекшие его возникновение.

10. Каковы основные требования к организации рабочего места и производство работ при нарезании резьбы ручным инструментом?

11. Каковы основные требования к организации рабочего места и производство работ при нарезании резьбы механизированным инструментом?

12. Как нарезается наружная резьба ручным и механизированным способами на отдельных и сопряженных деталях?

13. Как нарезается внутренняя резьба ручным и механизированным способами на отдельных и сопряженных деталях?