Wraz z popularyzacją obrabiarek CNC wzrasta zastosowanie technologii frezowania gwintów w przemyśle mechanicznym.Frezowanie gwintów polega na formowaniu gwintu poprzez trójosiowe połączenie obrabiarki CNC i frezowanie interpolacyjne spiralnie za pomocą frezu do gwintów.Każdy ruch okrężny frezu w płaszczyźnie poziomej spowoduje przesunięcie o jeden skok w linii prostej w płaszczyźnie pionowej.Frezowanie gwintów ma wiele zalet, takich jak wysoka wydajność obróbki, wysoka jakość gwintu, dobra wszechstronność narzędzia i dobre bezpieczeństwo obróbki.Obecnie stosowanych jest wiele rodzajów frezów do gwintów.W artykule dokonano analizy siedmiu popularnych frezów do gwintów z punktu widzenia charakterystyki zastosowania, konstrukcji narzędzia i technologii obróbki.
Zwykły zacisk maszynowyfrez do gwintów
Frez do gwintów z zaciskiem maszynowym jest najczęściej używanym i ekonomicznym narzędziem do frezowania gwintów.Jego budowa przypomina zwykły frez maszynowy typu zaciskowego, składa się z chwytu narzędzia wielokrotnego użytku oraz łatwo wymiennych ostrzy.W przypadku konieczności obróbki gwintów stożkowych można zastosować także specjalny uchwyt narzędziowy i ostrze do obróbki gwintów stożkowych.Ostrze to ma wiele zębów do gwintowania, a narzędzie może przetwarzać wiele zębów gwintu w jednym cyklu wzdłuż linii spiralnej.Przykładowo, stosując frez z 5 zębami nacinającymi gwint o średnicy 2 mm i obróbką wzdłuż linii spiralnej w jednym cyklu można obrobić 5 zębów gwintowanych o głębokości 10 mm.Aby jeszcze bardziej poprawić wydajność obróbki, można wybrać wieloostrzowy frez do gwintów typu zaciskowego.Zwiększając liczbę krawędzi skrawających, można znacznie poprawić posuw, jednak promieniowe i osiowe błędy pozycjonowania pomiędzy każdym ostrzem rozmieszczone na obwodzie mogą mieć wpływ na dokładność obróbki gwintu.Jeśli dokładność gwintu wieloostrzowego frezu do gwintów zaciskowych nie jest osiągnięta, można również spróbować zainstalować tylko jedno ostrze do obróbki.Wybierając frez do gwintów z zaciskiem maszynowym, zaleca się wybranie pręta tnącego o większej średnicy i odpowiedniego materiału ostrza w oparciu o takie czynniki, jak średnica, głębokość i materiał obrabianego gwintu.Głębokość obróbki gwintu we frezie do gwintów z zaciskiem maszynowym jest określona przez efektywną głębokość skrawania oprawki narzędziowej.Ze względu na to, że długość ostrza jest mniejsza niż efektywna głębokość skrawania oprawki, obróbkę warstwową należy wykonywać wtedy, gdy głębokość obrabianego gwintu jest większa niż długość ostrza.
Zwykły integralny frez do gwintów
Większość integralnych frezów do gwintów jest wykonana z integralnych twardych stopów, a niektóre nawet wykorzystują powłoki.Zintegrowany frez do gwintów ma zwartą konstrukcję i jest bardziej odpowiedni do obróbki gwintów o średniej i małej średnicy;Istnieją również zintegrowane frezy do gwintów stosowane do obróbki gwintów stożkowych.Ten typ narzędzia ma dobrą sztywność, zwłaszcza zintegrowany frez do gwintów ze spiralnymi rowkami, który może skutecznie zmniejszyć obciążenie skrawaniem i poprawić wydajność obróbki podczas obróbki materiałów o wysokiej twardości.Krawędź skrawająca zintegrowanego frezu do gwintów pokryta jest zębami do obróbki gwintów, a całą obróbkę gwintu można zakończyć obróbką wzdłuż linii spiralnej w jednym cyklu.Nie ma potrzeby stosowania obróbki warstwowej, takiej jak narzędzia do cięcia zacisków maszynowych, więc wydajność przetwarzania jest wysoka, ale cena jest również stosunkowo droga.
Całkafrez do gwintówz funkcją fazowania
Konstrukcja zintegrowanego frezu do gwintów z funkcją fazowania jest podobna do konstrukcji zwykłego integralnego frezu do gwintów, z tą różnicą, że u nasady krawędzi skrawającej znajduje się dedykowane ostrze do fazowania, które podczas obróbki może obrobić fazę końcową gwintu .Istnieją trzy sposoby obróbki fazowań.Gdy średnica narzędzia jest wystarczająco duża, fazkę można wykonać bezpośrednio za pomocą ostrza fazującego.Metoda ta ogranicza się do obróbki fazowań na otworach z gwintem wewnętrznym.Gdy średnica narzędzia jest mała, ostrze do fazowania można wykorzystać do obróbki fazowania ruchem okrężnym.Jednak w przypadku stosowania krawędzi tnącej krawędzi skrawającej do obróbki fazowania należy zwrócić uwagę na szczelinę pomiędzy częścią tnącą gwintu narzędzia a gwintem, aby uniknąć kolizji.Jeżeli głębokość obrabianego gwintu jest mniejsza niż efektywna długość skrawania narzędzia, narzędzie nie będzie w stanie osiągnąć funkcji fazowania.Dlatego przy wyborze narzędzia należy zadbać o to, aby jego efektywna długość skrawania odpowiadała głębokości gwintu.
Wiertarka do gwintów i frezarka
Frez do gwintów wykonany z litego, twardego stopu jest wydajnym narzędziem do obróbki małych i średnich gwintów wewnętrznych.Frez do wiercenia i frezowania gwintów może zakończyć wiercenie dolnych otworów pod gwint, fazowanie otworów i obróbkę gwintu wewnętrznego za jednym razem, zmniejszając liczbę używanych narzędzi.Jednak wadą tego typu narzędzia jest jego słaba wszechstronność i stosunkowo wysoka cena.Narzędzie to składa się z trzech części: części wiercącej na główce, części do frezowania gwintu w środku i krawędzi fazującej u nasady krawędzi skrawającej.Średnica części wiercącej to dolna średnica gwintu, którą narzędzie może obrobić.Ze względu na ograniczenie średnicy części wiercącej, frez do gwintowania i frezowania może przetwarzać tylko jedną specyfikację gwintu wewnętrznego.Przy wyborze frezów do gwintowania i frezowania należy wziąć pod uwagę nie tylko specyfikację obrabianych otworów gwintowanych, ale także zwrócić uwagę na dopasowanie efektywnej długości obróbki narzędzia do głębokości obrabianych otworów, w przeciwnym razie nie można uzyskać funkcji fazowania.
Frez do wiercenia spiralnego i frezowania gwintów
Wiercenie i frezowanie spiralne do gwintów jest również narzędziem z litego twardego stopu, używanym do wydajnej obróbki gwintów wewnętrznych, a także może obrabiać dolne otwory i gwinty w jednej operacji.Koniec tego narzędzia ma krawędź tnącą podobną do frezu trzpieniowego.Ze względu na mały kąt pochylenia gwintu, gdy narzędzie wykonuje ruch spiralny w celu obróbki gwintu, końcowa krawędź skrawająca najpierw odcina materiał przedmiotu obrabianego w celu obróbki dolnego otworu, a następnie gwint jest obrabiany od tyłu narzędzia.Niektóre frezy do wiercenia spiralnego i frezy do gwintów są również wyposażone w krawędzie fazujące, które mogą jednocześnie obrabiać fazowanie otworu otworu.Narzędzie to charakteryzuje się wysoką wydajnością obróbki i większą wszechstronnością w porównaniu do frezów do gwintowania i frezowania.Zakres rozwarcia gwintu wewnętrznego, jaki może obrobić narzędzie, wynosi d~2d (d jest średnicą korpusu narzędzia).
Narzędzie do frezowania głębokich gwintów
Frez do głębokich gwintów to pojedynczy ząbfrez do gwintów.Frez do gwintów ogólnych ma na swoim ostrzu wiele zębów do obróbki gwintów, które mają dużą powierzchnię styku z przedmiotem obrabianym i dużą siłę skrawania.Ponadto przy obróbce gwintów wewnętrznych średnica narzędzia musi być mniejsza niż otwór gwintu.Ograniczenie średnicy korpusu narzędzia wpływa na sztywność narzędzia, a podczas frezowania gwintu na narzędzie działa jednostronna siła.Podczas frezowania głębszych gwintów łatwo spotkać się ze zjawiskiem uginania się narzędzia, które wpływa na dokładność obróbki gwintu.Dlatego efektywna głębokość skrawania typowego frezu do gwintów jest około dwukrotnie większa od średnicy jego korpusu narzędzia.Zastosowanie narzędzia do frezowania głębokich gwintów z jednym zębem może lepiej przezwyciężyć powyższe niedociągnięcia.Dzięki zmniejszeniu siły skrawania można znacznie zwiększyć głębokość obróbki gwintu, a efektywna głębokość skrawania narzędzia może osiągnąć 3-4-krotność średnicy korpusu narzędzia.
System narzędzi do frezowania gwintów
Uniwersalność i wydajność to wyraźna sprzeczność frezów do gwintów.Niektóre narzędzia skrawające o funkcjach kompozytowych charakteryzują się wysoką wydajnością obróbki, ale słabą uniwersalnością, natomiast te o dobrej uniwersalności często mają niską wydajność.Aby rozwiązać ten problem, wielu producentów narzędzi opracowało modułowe systemy narzędzi do frezowania gwintów.Narzędzie to zazwyczaj składa się z rękojeści, ostrza do fazowania punktowego i uniwersalnego frezu do gwintów.W zależności od wymagań przetwarzania można wybrać różne typy ostrzy do fazowania punktowego i frezów do gwintów.Ten system narzędzi ma dobrą uniwersalność i wysoką wydajność przetwarzania, ale koszt narzędzia jest wysoki.
Powyższe stanowi przegląd funkcji i charakterystyk kilku powszechnie używanych narzędzi do frezowania gwintów.Chłodzenie jest również istotne przy frezowaniu gwintów, dlatego zaleca się stosowanie obrabiarek i narzędzi z funkcją chłodzenia wewnętrznego.Ze względu na dużą prędkość obrotową narzędzia skrawającego, pod wpływem siły odśrodkowej trudno jest przedostać się chłodziwo zewnętrzne.Metoda chłodzenia wewnętrznego nie tylko skutecznie chłodzi narzędzie, ale co ważniejsze, chłodziwo pod wysokim ciśnieniem pomaga usuwać wióry podczas obróbki gwintów z otworami nieprzelotowymi.Podczas obróbki otworów z gwintem wewnętrznym o małej średnicy szczególnie wymagane jest wyższe wewnętrzne ciśnienie chłodzenia, aby zapewnić płynne usuwanie wiórów.Ponadto przy wyborze narzędzi do frezowania gwintów należy kompleksowo uwzględnić również specyficzne wymagania obróbcze, takie jak wielkość partii produkcyjnej, liczbę otworów na śruby, materiał przedmiotu obrabianego, dokładność gwintu, specyfikację wielkości i wiele innych czynników, a narzędzie powinno być dobrane kompleksowo .
Czas publikacji: 04 sierpnia 2023 r