Существует несколько подходов к выполнению этой операции – от классической обработки резцами, плашками и метчиками (с образованием стружки) до современных методов пластической деформации материала без отходов. Ниже рассмотрим какие способы нарезания резьбы используются в промышленности, отличия технологий для наружной и внутренней резьбы, особенности нарезания метрической и конической резьбы, а также современное оборудование, применяемое для резьбонарезания.
Основные способы нарезания резьбы в промышленности
В промышленности применяются разные методы, выбор которых зависит от материала и требуемой точности резьбы, диаметра труб и масштабов производства. К основным технологиям относятся:
-
Резание (механическая нарезка с образованием стружки). Это классический способ нарезания резьбы на станках, широко применяемый как в мелкосерийном, так и в индивидуальном производстве. Такой способ универсален, подходит для различных диаметров и типов резьбы, но сопровождается образованием стружки, повышенной нагрузкой на инструмент и его износом.
-
Накатывание (холодное деформирование). Современный способ нарезания резьбы на производстве, позволяющий получать прочные резьбовые профили без снятия стружки. Заготовка сдавливается между твердосплавными роликами или прокатывается между профилированными пластинами, в результате пластической деформации формируется резьбовой профиль.
-
Резьбофрезерование и шлифование. Резьба может быть вырезана фрезой (на резьбофрезерном станке или фрезерном обрабатывающем центре) либо сформирована шлифовальным абразивным кругом. Резьбофрезерование применяется для наружных и внутренних резьб, включая крупные и многозаходные, а резьбошлифование позволяет получать особо точную наружную резьбу с высокой чистотой поверхности.
Способы нарезания наружной и внутренней резьбы
Базовая технологическая операция, от которой зависит герметичность и прочность трубопроводных систем.
Наружная резьба
Способы нарезания наружной резьбы на стальных трубах охватывают как классические, так и прогрессивные решения:
-
Круглые плашки и клуппы. Быстрый способ для диаметров до 2″. Гребёнки с режущими зубьями постепенно срезают металл; важно подавать обильную смазочно-охлаждающую жидкость, чтобы удалить стружку и продлить ресурс инструмента.
-
Автоматические резьбонарезные головки. Устанавливаются в револьверных или токарно-винторезных станках. Четыре–шесть гребенок одновременно формируют полный профиль за один-два оборота, что повышает производительность при серийном выпуске фитингов.
-
Накатывающие ролики. Холодная деформация без стружки. Поверхность трубы упрочняется, а шаг и глубина резьбы получаются практически без отклонений. Метод идеален для высоконагруженных соединений, например в гидравлических магистралях высокого давления.
-
Токарная обработка резцом. Применяется для крупных диаметров, нестандартных шагов или конического профиля. На ЧПУ-станке задаётся синхронизация подачи и вращения; несколькими проходами резец выводит чистый профиль с контролируемым припуском.
Внутренняя резьба
Способы нарезание внутренней резьбы зависят от диаметра, глубины и требуемой чистоты поверхности:
-
Ручные и машинные метчики. Стандартный трехшаговый набор (черновой, промежуточный, калибровочный) обеспечивает точный профиль и равномерный съем стружки. Машинные метчики с прямыми или винтовыми канавками работают в автоматическом режиме (цикл G84), гарантируя повторяемость шага.
-
Формирующие (раскатные) метчики. Пластически «вдавливают» резьбу в металлопластических сталях, исключая стружкообразование и повышая усталостную прочность на 30–40 %. Требуют более мощного шпинделя, но сокращают время постобработки.
-
Борштанги с резьбовым резцом. Оптимальны для отверстий диаметром; 50 мм или для конического профиля. Длинная державка с внутренней СОЖ отводит тепло и стружку из глубины детали.
-
Внутреннее резьбофрезерование. Пазовые или круговые резьбовые фрезы позволяют нарезать крупные и многозаходные профили одной проходкой, минимизируя риск облипа стружкой. Метод незаменим при обработке тонкостенных труб, где важно снизить радиальное усилие.
Правильный выбор метода — залог долговечности соединения. На монтажных работах ключевую роль играют мобильность инструмента и скорость, а в цехе — стабильность размеров и ресурс режущей кромки.
Способы нарезания конической резьбы
Коническая резьба плавно сужается к торцу и самогерметизируется, поэтому востребована в газовых и гидролиниях. Основные способы нарезания конической резьбы схожи с цилиндрическими:
-
Точение на токарном станке. Угол подачи задают равным конусу резьбы.
-
Конические плашки и клуппы. Быстрый вариант для монтажа и мелких партий, используется и на револьверных станках с автоматическими головками.
-
Конические метчики. Применяются для внутреннего профиля.
-
Накатные ролики. Бесстружечный способ: ролики давят на заготовку, формуя витки и упрочняя металл.
Так достигают точного профиля при минимальной доработке и высоком ресурсе соединения.
Способы нарезания метрической резьбы
Метрические резьбы (с треугольным профилем 60°) – одни из самых распространённых. Они нарезаются стандартными методами – с помощью резцов на станках, метчиков, плашек и др. Во внешних диаметрах небольшого и среднего размера широко применяется накатывание: большую часть крепежных метрических резьб изготавливают именно холодным деформированием.
Способы нарезания резьбы на токарном станке
Такой метод сводятся к точению однозаходным резьбовым резцом. Инструмент движется синхронно с вращением детали, проход за проходом формируя профиль нужного шага и глубины. Метод точен, позволяет получать большие и нестандартные резьбы, но требует нескольких проходов и высокой квалификации токаря. В крупносерийном выпуске его заменяют многорезцовые головки и накатывание. Современные станки с ЧПУ автоматизируют синхронизацию шага, ускоряют процесс и снижают риск брака.
Способы нарезания резьбы резцами
Резьбонарезание резцами подразумевает вытачивание профиля резьбы однозаходным режущим инструментом на токарном станке. Резцом нужной формы можно нарезать резьбу практически любого типа – метрическую, дюймовую и т.д. В современном производстве вместо цельных стальных резцов применяют сборные резцы со сменными твердосплавными пластинами, профилированными под заданный шаг и угол резьбы, что повышает качество и повторяемость результата. Процесс обычно требует нескольких проходов с постепенным увеличением глубины резания; для ускорения иногда используют многорезцовые головки или гребёнки с несколькими зубьями, но они менее универсальны.
Современные технологии и оборудование для нарезания резьбы
В современном производстве резьбовых изделий применяют высокопроизводительные автоматизированные методы. Широкое распространение получил резьбонакатный способ – формирование профиля давлением без снятия металла, что обеспечивает высокую скорость и качество процесса. Этот метод применяется при массовом выпуске крепежа и резьбовых деталей труб.
Также ключевую роль играют станки с ЧПУ. Современные токарные и фрезерные центры автоматически выполняют нарезание резьбы – будь то точение резцом или резьбофрезерование – по заданной программе, гарантируя точное соблюдение шага и профиля. Это позволяет быстро и точно получать резьбы любого типа (метрические, дюймовые, конические и др.) без переналадки оборудования.
Для специальных задач используются узкоспециализированные станки. Например, существуют автоматические резьбонарезные станки для труб, где вращающаяся режущая головка за один цикл нарезает стандартную трубную резьбу на конце заготовки.
