Как сделать накатку на металле

Обновлено: 29.04.2024

Накатывание рифлений (оснастка, накатные ролики, технические рекомендации по накатке, обзор производителей).

В данной статье рассматривается инструмент (оснастка) для накатывания различного типа рифлений в основном на токарных станках и автоматах, хотя возможна накатка и на радиально сверлильных, фрезерных станках (как универсальных, так и с ЧПУ) в зависимости от типа поверхности, применяемой оснастки и т.д.

Стоит сразу внести некоторое различие в виды накаток .

Деформирующая накатка – это процесс без образования стружки, при котором происходит сжатие поверхности. Деформирующая накатка – это процесс холодной деформации, техника подходит только для материалов, пригодных для холодного пластического деформирования. В результате такой накатки внешний диаметр увеличивается. Основное преимущество данной техники лежит в ее области применения. При деформирующей накатке можно воспроизвести любой накатной профиль, она также пригодна для торцевой, внутренней или конической накатки. Более того, она подходит при накатке до буртика.

* Представляет собой процесс холодной пластической деформации
* Подходит для всех видов накатных профилей и маркировки
* Подходит для торцевой и внутренней накатки
* Накатка до буртика
* Начинать процесс накатки можно в любой части заготовки

Режущая накатка является альтернативой деформирующей накатки. При подаче инструмента происходит снятие материала. Эта техника особенно подходит для обработки тонкостенных заготовок, мягкого материала
(в т.ч. пластика) или сложнообрабатываемых материалов. Режущая накатка отличается высокой точностью и отличным качеством получаемой поверхности, именно поэтому она рекомендуется для производства
высококачественного профиля. В противоположность деформирующей накатке, сжатие поверхности и перемещение материала минимально. Нагрузка на станок тоже сравнительно мала. Одно небольшое ограничение техники режущей накатки - немного меньшая область применения. Режущая накатка подходит только для накатки профилей rAA и rGE. Более того, из-за минимального сжатия поверхности прочность
накатного профиля уменьшается.

* Высокая точность и качество поверхности, поэтому подходит для обработки визуально высококлассного профиля

* Ограниченная область применения: Накатные профили rAA и rGE можно произвести инструментом любой серии.

Профиль и шаг накатываемых рифлений разнообразен (плюс возможно нанесение маркировки, клеймения данным методом)

С помощью оптимальной финишной обработки, которая выбирается в зависимости от обрабатываемого материала, возможно значительно увеличить срок службы инструмента. Финишная обработка инструмента зависит от многих факторов (применяемой технологии накатки, обрабатываемого материала, размера накатного ролика, подачи, скорости и т.д.).

Говоря про современные инструменты (оснастку) для накатывания рифлений на различных поверхностях, хочется отметить большой выбор различных конструкций оправок, приспособлений, накатных роликов и т.д.
Ниже приведены фото различных конструкций импортного производства.
Высокое качество роликов и самой оснастки позволяет вести производительную накатку с получением высокого качества рифлений на различных материалах.

Токарная накатка

В промышленном производстве получил распространение процесс обработки поверхностной деформации. Метод токарной накатки основан на пластических качествах металла. Это позволяет получать остаточную деформацию, не нарушая целостность материала. Этот способ дает возможность упростить обработку, снизить число отходов выдержать ГОСТ.

Процесс токарной накатки

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.

Ролики для накатки прямого и сетчатого рифления Ролик для сетчатого рифления в державке Ролик для прямого рифления в державке

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:

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.

Инструменты и монтаж на станках

Стружка при этом процессе не образуется, т. к. канавка продавливается специальным инструментом. Для токарной накатки применяются следующие приспособления:

разнообразные ролики;
зубчатые накатники;
универсальные накатники;
стандартные шарики
накатывание резьбы и другие инструменты;

Составляющими первого приспособления являются накатной ролик и державка. С помощью такого средства выполняют разные по узору формы рифлений на деталях. Державка со вставленным в нее роликом, так выглядит это приспособление. Эта снасть бывает двусторонней и односторонней, все зависит от выполняемых рифлений. Прямой узор делают однороликовым приспособлением.

Оправка 20х20 для накатки сетчатого рифления под два ролика Державка с двумя роликами для накатки сетчатого рифления Накатка рифления роликами

А вот сетчатую форму можно получить, используя двусторонний аппарат. Накатные токарные ролики делают из инструментальных марок стали, имеющих соответствующий гост. Рисунок рифлений на них выполняется на фрезерном станке. Зубчатые накатники токарные один из самых распространенных вариантов нарезки цилиндрической шестерни, можно сделать своими руками. Используя такие приспособления за один проход можно получить нужное изделие.

Универсальная накатка для токарного станка – этой снастью можно выполнять нарезку резьбы, насечки, риски и другие операции на заготовках цилиндрической и конической формы. Своими руками ее также можно сделать из стали или латуни. Самодельная державка делается из шестигранника. Резьбы по способу накатывания получают холодным деформированием верхнего слоя заготовки с помощью плоских плашек, резьбовых сегментов и других средств.

Применяя метод холодной токарной накатки, получают резьбы на поделке из мягкого сплава, канавки и малые зубья. Обработка большого числа деталей для нарезания резьбы, при котором используется резец, не дает преимуществ. Это объясняется тем, сменные пластины изготовлены с ограниченной глубиной. Для получения нужного результата резец должен выполнить несколько проходов, как этого требует ГОСТ.

Перед началом работы поделку очищают металлической щеткой, а в ходе обработки систематически смазывают машинным маслом. Самодельная и заводская державка устанавливается в том месте, где крепится резец, вылет при этом должен быть минимальным. Порядок работы заключается в том, что накатник подводится вплотную к заготовке ручной или автоматической подачей роликами вдавливается в обрабатываемую плоскость на определенную глубину.

Скорость обработки зависит от того какой используется резец и материал заготовки.

Видео-инструкция по изготовлению приспособления для накатки на токарном станке своими руками

Особенности обработки металла методом накатывания на токарном станке

Накатывание представляет собой обработку металла методом пластической деформации.

При этом целостность материала не нарушается. В процессе работы не образуется стружка.

Цели и назначение

Накатывание — холодный способ обработки изделий. Под воздействием инструмента на поверхности получается различный узор — сеточка, рифление, риски, насечки. Особых требований к подготовке поверхности нет. Деталь обтачивают до нужного диаметра, после накатывают рифление.

Повышение эксплуатационных свойств.
Удаление трещин и других дефектов.
Повышение устойчивости к коррозии.
Усовершенствование рабочих характеристик изделий.

Для некоторых деталей накатка необходима из-за их эксплуатационных особенностей. Рифление делают на головках винтов, рукоятках. Для удобства пользования накатывание делают ручке на станках и других механизмах.

Виды накатывания

В металлообработке применяется два вида накатки. Но смысл процесса не меняется.

Формообразующая

Применяется для формирования зубьев и резьбы на цилиндрических деталях, а также для нанесения шкалы при производстве измерительных приборов. На некоторых производствах данный способ называют зубонакаткой.

Упрочняющая

Применяется для повышения износостойкости и прочности изделия. При накатывании на поверхности детали образуется наклеп, благодаря которому повышаются эксплуатационные качества. Используется при изготовлении втулок, валов, шестеренок и других деталей.

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.

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.

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.

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.

Техника безопасности

Во избежание травматизма необходимо прочно закреплять накатку в резцедержателе. При сильном надавливании инструмента не жесткие детали могут отжиматься. Для таких изделий лучше применять больше проходов. По краям изделия должны быть фаски достаточного размера, чтобы не оставались заусенцы.

Накатывание применяется для формирования рифленой поверхности на детали. Операция выполняется на токарном станке с минимальными затратами времени, поэтому данный метод целесообразно применять в серийном производстве. Шаг накатки выбирается в зависимости от материала, размера, и назначения изделий.

Что означает токарная накатка?

Накатка, которая делается на поверхностях, охватываемых рукой, бывает прямая и косая — сетчатая. Шаг S прямой накатки делается независимо от материала детали 0,5—1,2 мм.

Шаг косой — сетчатой накатки на деталях из латуни и алюминия делается 0,6—1,2 мм, а на стальных деталях — 0,6—1,6 мм. Чем тверже материал детали и чем больше ее диаметр, тем крупнее должен быть шаг накатки.

Токарная накатка — рифление: ГОСТ, самодельная

Ролики для накатывания. Ролик для получения прямой накатки показан на рис. Для получения косой — сетчатой накатки необходимо иметь два ролика — с левой и с правой насечками.

Диаметр роликов обычно принимается около 20—25 мм, ширина — 10 мм. Угол α между сторонами насечки следует брать острее для накатки твердых материалов (например, для машиноподелочной стали α = 70°) и более тупым, если материал накатываемой детали мягок (для латуни α = 90°).

Ролики для накатывания изготовляются из стали марок У10А, У12А, ХВГ, 5ХНМ. Очень хорошо работают ролики, изготовленные из высокохромистой стали марки ХЭ12.

Державки для роликов. Державка для ролика, применяемого при образовании прямой накатки, показана на рис. Ролик 1 расположен в прорези 2, сделанной в державке, и вращается на оси 3.

Для косой сетчатой накатки необходимо иметь две державки: одну с правой насечкой ролика и другую с левой насечкой. Лучше, однако, пользоваться державкой с двумя роликами, расположенными один над другим. Один ролик должен иметь правую, а другой — левую насечку.

На рис. показана универсальная державка. На оси 7 расположена обойма 6 с тремя парами роликов 4 и 5, насечка каждой из которых имеет разные шаги.

Практика накатывания. Накатка получается чистой, без рванин и выкрашиваний, если диаметр поверхности, подготовленной под накатывание, делится без остатка на диаметр ролика. Процесс накатывания показан на рис.

Державка с одним роликом закреплена в резцедержателе станка. Деталь вращается в обычном направлении. Скорость вращения детали из мягкой стали должна быть 20—25 м/мин, из стали средней твердости — 15—20 м/мин.

Накатка требуемой глубины получается после нескольких проходов ролика. Чем крупнее накатка и чем тверже материал, тем больше должно быть сделано проходов. Например, накатка с шагом 1,2 мм на латунной детали может быть получена за 4—6 проходов, а на стальной детали — за 6—8 проходов ролика.

Продольная подача роликов при накатывании деталей диаметром 10—25 мм должна быть равна 1—1,5 мм/об, а при больших диаметрах — 2—3 мм/об.

Во время накатывания пиноль задней бабки должна быть выдвинута как можно меньше, а задний центр необходимо плотно прижать к детали, поэтому его надо смазывать чаще обыкновенного. Накатка получается чище и ровнее, если накатываемое место поливается машинным маслом.

После того как накатывание закончено, на концах накатанной поверхности необходимо проточить фаски — прямую или закругленную.

Цели и назначение

Назначение накатки:

Процесс накатывания, виды и назначение

Как видим накатка – это холодный способ обработки поверхностного слоя детали в процессе, которого формируется сетка, резьба, риски, насечек и другие шероховатости, не нарушая ГОСТ.

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.

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.

Инструменты и монтаж на станках

А вот сетчатую форму можно получить, используя двусторонний аппарат. Накатные токарные ролики делают из инструментальных марок стали, имеющих соответствующий гост.

Рисунок рифлений на них выполняется на фрезерном станке. Зубчатые накатники токарные один из самых распространенных вариантов нарезки цилиндрической шестерни, можно сделать своими руками.

Используя такие приспособления за один проход можно получить нужное изделие. Универсальная накатка для токарного станка – этой снастью можно выполнять нарезку резьбы, насечки, риски и другие операции на заготовках цилиндрической и конической формы.

Своими руками ее также можно сделать из стали или латуни. Самодельная державка делается из шестигранника.

Резьбы по способу накатывания получают холодным деформированием верхнего слоя заготовки с помощью плоских плашек, резьбовых сегментов и других средств.

Порядок работы заключается в том, что накатник подводится вплотную к заготовке ручной или автоматической подачей роликами вдавливается в обрабатываемую плоскость на определенную глубину.

Накатка для токарного станка: виды накатных роликов, державки

Накатывание представляет собой обработку металла методом пластической деформации. При этом целостность материала не нарушается. В процессе работы не образуется стружка.

Виды накатывания

Какие инструменты необходимы?

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

Как происходит сам процесс?

Важно! Устанавливать инструмент нужно строго по центру.

Техника безопасности

Удобный ручной инструмент для накатки рифлений

На металлических рукоятках слесарного инструмента, ручках калибров, а также других деталях (преимущественно цилиндрической формы) часто имеется рифленая поверхность. Это сделано специально — чтобы инструмент удобно лежал в руках.

Накатать такие насечки на деталях и заготовках не составит труда и в домашних условиях. Для этого можно использовать самодельный ручной инструмент, который предназначен для накатки рифлений.

Для изготовления данного приспособления потребуется кусок круглой трубы, стальная пластина, квадратный пруток, полоса металла, а также накатные ролики (три штуки). Для соединения деталей автор использует сварку.

Основные этапы работ

Первым делом необходимо отрезать два куска пластины прямоугольной формы и просверлить в них по два отверстия под болты.

Потом нужно будет в каждой из заготовок с помощью болгарки (УШМ) или бормашинки сделать треугольный вырез. По краям двух пластин автор приваривает еще два куска металла (можно использовать также отрезки квадратного прутка).

Между двумя стальными пластинами автор устанавливает два накатных ролика с насечками, и фиксирует их с помощью болтов с гайками.

Сборка инструмента

На следующем этапе необходимо будет отрезать кусок круглой трубы и заготовку из стального кругляка, которая входила бы в эту трубу. Также потребуется небольшой отрезок шпильки, из которой мастер изготавливает еще одну деталь.

Далее из небольших кусков металла делается посадочное место под третий накатный ролик, который надо приварить к стальному прутку. На другой стороне кругляка с помощью болгарки делается прорезь под шпильку.

Потом изготавливаются остальные детали. Все заготовки свариваются вместе. На последнем этапе изготавливается деревянная рукоятка. Ее можно покрыть лаком или минеральным маслом.

Оправка для бокового размещения

Оправку для бокового размещения колесика нужно профрезеровать сбоку, чтобы получить 2 паза.

Затем заготовка просверливается под ось.

В нее вставляется колесико. Второй паз нужен, чтобы потом в дальнейшем можно было выдавить ось, и поменять изношенный ролик.

Колесики зажигалок имеют несимметричный рисунок, поэтому в зависимости от стороны поворота державки рисунок будет получаться разным. Исключением является только консольная накатка. Чтобы изменить направление зазубрин от нее, нужно перекидывать ролик наоборот. Это может потребоваться, чтобы обеспечить более сильное сцепление с накатанной поверхностью при ее вращении в направлении по или против часовой стрелки.

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

Процесс изготовления накаток

Накатка не универсальный инструмент, так что обработать с ее помощью любую деталь не получится. Лучше сделать 4 инструмента разного типа, которыми получится накатывать как обычные болванки сверху, так и по внутренним поверхностям.

Обычная и зауженная накатки

Одна накатка делается обычная, вторая с зауженным венцом, чтобы снизить давление на тонкую заготовку при обработке, третья подойдет для больших внутренних поверхностей, а четвертой консольной можно будет работать в узких трубках.

Для изготовления накаток нужно подготовить 4 державки. Их можно получить, укоротив длинные резцы, или же квадратный пруток. В державках для накаток наружных поверхностей в торце фрезеруются пазы, слегка превосходящие по ширине колесики из зажигалок.

Далее державки просверливаются под ось, чтобы установить ролики.

Один из них нужно будет сузить, сточив зубчатый венец, с одной стороны.

Для этого он надевается на оправку, которая зажимается в бормашине или дрели. Раскрученное колесико стачивается на наждаке. Ролики устанавливаются в державки с помощью осей, сделанных из хвостовиков сломанных сверл.

Важно!Устанавливать инструмент нужно строго по центру.

Длинные детали фиксируются задним центром. Вылет пиноли должен быть минимальный.

Консольная накатка

Консольная накатка для маленьких внутренних плоскостей делается по другому принципу. Необходимо проточить край державки под ось, на которую будет надеваться колесико зажигалки.

Перед ним вытачивается канавка под стопорное колечко. После этого надевается ролик, и стопорится колечком из проволоки.

Читайте также: