Сложность нарезки резьбы на сталях марки Ст3, Ст20 вызвана сомой структурой этих сталей — неоднородной, слабой твердости, вязкой. Как следствие на таких сталях резьба рвётся, резец ломается. Обычно на прутках из таких сталей резьбу не режут, а накатывают, что заодно упрочняет поверхностный слой. Однако, накаткой обладают достаточно зажиточные производства, а чтобы нарезать резьбу с помощью обычного токарно-винторезного станка, необходимо достигать высокой скорости обработки.
Например, для нарезки резьбы на прутке диаметром 24мм (шаг 3) используется скорость 560 оборотов в минуту, что задаёт скорость 42 м/мин. Получается резать и более высокой скорости, но долго так работать тяжело, т.к. необходимо выводить резец за доли секунды. Например на 700 оборотах в минуту заготовка делает 700/60 = 11,6 оборота за секунду , а при шаге 3 мм/оборот суппорт за это время пролетает на 11,6*3 = 35 мм! Чтобы вывести резец каждый раз на одном участке заготовки шириной около 3мм, приходится быть в максимальной собранности. Поэтому лучше всё таки применять более щадящий режим. Поскольку шаг 3мм это довольно крупный и съем материала значительный, то лучше применять врезание резцов по его левой передней поверхности смещением малой продольной. Для этого малая продольная должна быть повернута на 60 градусов относительно оси вращения шпинделя.
Более развёрнуто весь порядок нарезки выглядит таким образом. Протирается от металлической стружки и пыли столько прутков, сколько необходимо обработать. Пруток устанавливается на необходимый вылет. В первый раз это делается с помощью средств измерений, например линейки, после чего координата продольной подачи устанавливается на 0. В последующие установки резец устанавливается по координате, равной нулю, а заготовка выставляется в патроне по резцу. Практика показала, что наименьшее биение достигается, когда кулачки патрона берутся за больший диаметр на заготовке, т.е. поворачивая заготовку в патроне правой рукой и производя пробный зажим кулачков левой, надо найти максимальный диаметр (эта неоднородность, видимо связана с прокаткой прутков при их изготовлении).
Далее нарезается торцевое отверстие центровочным сверлом. Устанавливается задний конус вместо сверла. Задняя бабка с конусом фиксируется на таком вылете пиноли ЗБ, чтобы резец спокойно помещался в пространстве перед заготовкой, т.к. иначе его трудно там остановить — будет сдвигать ЗБ при торможении. У меня это расстояние соответствует отметке 57мм на пиноли. Для разных резцов это расстояние может быть разным.
Далее необходимо провести выравнивание поверхности заготовки в размер. Поскольку установка заготовки каждый раз разница и прутки могут иметь погнутости, загнутые концы, то этот съем будет немного отличаться каждый раз. Величина съема выбирается опытным путем на первых заготовках, ориентировочно снимается 0,5-0,6мм на диаметр. Чтобы определить ноль для поперечной подачи на первых съемах, необходимо сдвинуться ближе к патрону и резцом на оборотах коснуться заготовки, добавить 0,5 мм на диаметр и снова сбросить ноль для поперечной подачи. Сделать съем и провести пробное точение. По результатам контроля увеличить или уменьшить этот съем, каждый раз корректируя ноль поперечки. После проверок, для очередного прутка мы просто ставим поперечку на ноль и проводим точение заготовки на продольной подаче.
Скорость выравнивающего точения может быть выше , чем при нарезании резьбы, например на прутке 24мм используется 900 об/мин. Подача может быть достаточно большой, например 39мм/оборот. По достижении необходимой длины, автоматическая подача останавливается, а и вручную делается проточка для выхода резца. Её необязательно делать на всю глубину резьбы, достаточно такой глубины, при которой нагрузка на резец будет приемлемой. Например при нарезании шага 3 на диаметре 24мм, можно снимать 3 мм на диаметр на участке длиной в 2-3 мм. Далее резец отводится к началу заготовки около ЗБ и снимается фаска с торца заготовки. После чего двигатель останавливается и станок переключается на режим нарезания резьбы (для 1А616 это тип подачи с вала подачи на винт подачи, задаётся сам шаг резьбы переключением на коробке подач с III на IV, снижаются обороты до 560, включается маточная гайка и отключается сцепление штурвала продольной подачи от зубчатой рейки).
На шаге 3мм я выполняю 5 проходов резцом:
- первый проход за счёт поперечной подачи на 1.5 мм с диаметра без СОЖ, на обратном проходе включаю СОЖ и далее всё с СОЖ
- второй проход ставится та же отметка 1.5 мм на поперечке( и также во всех дальнейших проходах) и малая продольная выдвигается на 0,65
- третий — поперечка 1,5 + на малой продольной ставится 1,15
- четвертый поперечка 1,5 + на малой продольной 1,2
- пятый поперечка 1,5 + те же 1,2 — чистовой проход.
Далее на последней обратной подаче резца к ЗБ после его выхода с заготовки отключаю маточную гайку и прохожу напильником(напильник развёрнут ручкой от себя, т.к. обороты обратные. После напильника металлической щеткой прижимая её к резьбе зачищаю резьбу от остатков стружки.
Далее выключаю шпиндель и отвожу ЗБ от прутка , тут же меняю задний центр на патрон с центровочным сверлом(для следующей операции со следующим прутком. Отодвигаю ЗБ вправо, сам перемещаюсь влево и проходя мимо суппорта возвращаю малую продольную на нулевую отметку, а штурвал продольной соединяю с зубчатой рейкой и выставляю продольную на нулевую отметку, по которой будет выставлятся следующий пруток. Далее смещаюсь влево к передней бабке и переключаю режим на обычное точение(выше обороты, ниже подача, режим подачи — вал). Отключив привод ПБ от шпинделя, разжимаю деталь и заменяю её на следующую.
Первоначально пытался резать резцом 16ER, т.к. характеристика пластины формально позволяет, однако часто резец затирал резьбу при последних проходах. Поэтому перешел на резцы с типоразмером пластины 22ER. Сначала использовались случайно купленные, затем желтые и али, они работают, но часто ломаются через 8-10 резьб. Возможно нагрузка на них превышает их прочность.
Пластины с фиолетовым отливом гораздо мягче режут и с большим ресурсом. На рисунке ниже можно увидеть резьбу после работы пластины по примерно 80-100 резьб по 200мм
