Різьбонакатування Статті
Різьбонакатний інструмент забезпечує значне зменшення основного часу.
В даний час компаніям, що займаються механічною обробкою, доводиться постійно шукати шляхи оптимізації існуючих технологічних процесів: збільшувати продуктивність і зменшувати собівартість. Технологічний процес різьблення не є винятком.
Якщо виробник хоче зменшити час виконання операції різьблення, він може почати застосовувати високошвидкісне різьблення аналогічно високошвидкісного фрезерування або точіння.
Також дуже важливо зменшити кількість мітників, що ламаються. Різьбонарізання, як правило, відбувається в кінці технологічного процесу механічної обробки деталі, тому поломка мітчика призводить до додаткових витрат: потрібен час та гроші на виготовлення нової деталі.
При високошвидкісному різьблення дуже важливо правильно вибрати мітчик. Недорогі мітчики з швидкорізальної сталі не зможуть витримати навантаження, що з'являється при високошвидкісному різьблення.
Цілісні твердосплавні мітчики мають необхідну жорсткість і зносостійкість, вони також добре переносять тепловий вплив при високих швидкостях різання, однак, застосовні вони не для всіх матеріалів. Основний недолік цілісних твердосплавних мітчиків – їх крихкість.
Вирішенням проблеми високошвидкісного різьблення є застосування інструменту для різьблення накатування з якісної швидкорізальної сталі або твердого сплаву. За допомогою такого інструменту можна накочувати різьблення у безлічі матеріалів, включаючи матеріали на основі заліза.
Введення в різьбонакатування
Існує 2 основних способи отримання різьблення: нарізування (при цьому утворюється стружка) та накочування (стружка неутворюється).
Мітчики для нарізування різьблення все ще користуються більшою популярністю, ніж розкочувачі, незважаючи на те, що геометрія мітчиків далека від досконалості з точки зору міцності. У зв'язку з тим, що при нарізанні різьблення утворюється стружка, мітчик забезпечений канавками, в яких утворюється стружка, і за допомогою яких вона евакуюється із зони різання. Канавки спроектовані таким чином, щоб запобігти пакетуванню стружки та забезпечити її вільний вихід назовні. При збільшенні канавок для відведення стружки зменшується площа поперечного перерізу мітчика, що знижує його міцність і може призвести до поломки інструменту зі збільшенням режимів різання.
Розкочувачі не мають канавок для відведення стружки, їх поперечний переріз – правильний багатокутник. При накочуванні різьблення розкочувач подається в попередньо просвердлений отвір, матеріал заготовки піддається пластичному деформуванню.
Застосування розкочувачів рекомендується для матеріалів з хорошою пластичністю: відносне подовження при розриві таких матеріалів не менше 8%, межа короткочасної міцності не повинна перевищувати 1680 МПа, твердість не більше 40 HRC.
Переваги різьбонакатування
- Поверхня різьблення має більш високу контактну міцність і зносостійкість завдяки пластичному деформуванню матеріалу при накочуванні.
- Поліпшується якість поверхні різьблення, що призводить до покращення зносостійкості.
- Швидкість різання збільшується для забезпечення пластичного деформування матеріалу, що призводить до значного зниження основного часу.
- Так як не утворюється стружка, довжина різьблення не обмежена. Не потрібно також переробка стружки.
- Розкочувачі підходять як для наскрізних, так і для глухихотворів.
- Підвищується якість різьблення.
- Так як у розкочувачів немає канавок для виведення стружки, збільшується площа поперечного перерізу, що, у свою чергу, призводить до збільшення жорсткості та міцності інструменту. Завдяки збільшенню міцності розкочувача в порівнянні з мітчиком з'являється можливість накочування невеликих різьблень (наприклад М1) з високою точністю та мінімальним ризиком поломки інструменту.
- Для ефективної роботи розкочувача потрібно попередньо просвердлити більший отвір, ніж для мітчика, пов'язано це із зменшенням сил різання, що діють на розкочувач. Після закінчення робочого ходу інструмент починає зворотне обертання, причому на мітчик діє в 2.5 рази більший момент, ніж на розкочувач. Пояснюється це тим, що мітчик має впоратися зі стружкою, що залишилася в зоні різання.
- Розкочувачі можуть використовуватися при нарізанні різьблень в отворах з пазами або в отворах, що перетинаються.
- Стійкість імпортних розкатників зі швидкорізальної сталі вище стійкості імпортних мітчиків зі швидкорізальної сталі в 2-4 рази. Стійкість імпортних розкочувачів із твердого сплаву вища за стійкість імпортних мітчиків із твердого сплаву в 5-15 разів.
Високошвидкісне різьбонарізування
Високошвидкісне різьбонарізування схоже на звичайне різьбонарізування. Складові процесу одні й самі: використовуються або реверсивні різьбові головки, або патрони для жорсткого різьблення.
Основна відмінність між високошвидкісним і звичайним різьбонарізанням полягає у збільшенні швидкості різання до 36 м/хв (різьбонарізання вважається швидкісним при швидкості різання більше або дорівнює 36 м/хв). Значення оптимальної швидкості різання встановлюється залежно від того, який матеріал обробляється.
Мітчики для високошвидкісного різьбонарізування пропонуються з різними покриттями, серед яких TiN, TiCN та TiAlN.
При використанні розкатників із твердого сплаву практично не потрібно використовувати охолодження, але в той же час використання СОЖ рекомендується при обробці в'язких матеріалів, таких як низьковуглецеві сталі, нержавіючі сталі, титан, алюміній і т.д.
Оцінка доцільності
Вигоди застосування методів високошвидкісної обробки при точенні та фрезеруванні змушують металообробників повірити і у високошвидкісне різьбонарізування.
При розгляді питання про застосування високошвидкісного різьбонарізування слід поставити собі наступне питання: чи зменшить нова технологія час циклу виробництва виробу та кількість шлюбу та чи збільшить стійкість інструменту? Якщо відповідь "ні", то сенсу впроваджувати її теж немає. Якщо відповідь “так”, то необхідно ретельно проаналізувати можливості підприємства з погляду наявного обладнання та економічної доцільності впровадження нової технології шляхом розрахунку собівартості нарізування різьблення в одному отворі з урахуванням експлуатації обладнання, зарплати робітників та багатьох інших факторів.
Для підбору інструменту для різьбонарізування найкращий варіант – звернутися за порадою в інструментальну компанію, у такому разі ви отримаєте найкращий результат із найменшими матеріальними витратами.
Автор: Генеральний директор компанії Мир Станочника, Дмитро Тренєв