Максимизация срока службы инструмента и производительности с экспертными техниками управления стружкой

Плохое управление стружкой может привести к проблемам для токаров, таким как сокращенный срок службы инструмента, плохие шероховатости поверхности и опасности для безопасности. Эти проблемы стоят компаниям бесчисленных часов производственного времени и упущенной выручки. Вот что можно сделать.

Упаковка стружки при нарезании резьбы ведет к плохому качеству резьбы, сокращенному сроку службы инструмента и, вполне возможно, к катастрофическому отказу. Предполагая, что деталь вообще может быть спасена, последнее из этих событий приводит к дополнительным расходам и потере времени, пока используется электроэрозия или механические методы для извлечения сломанного гайковерта.

Риск, связанный со сценарием, помогает объяснить популярность фрезерования резьбы, которое не только дает токарам гораздо больший контроль над процессом нарезания резьбы, но и во многом устраняет проблемы с управлением стружкой.

«Фрезерование резьбы обеспечивает наилучшее управление стружкой при обработке внутренних резьб», — говорит Марк Хэтч, директор по продукту в Emuge Corp.

«В то время как нарезание резьбы — непрерывный процесс обработки и поэтому создает непрерывные резьбы в вязких материалах, фрезерование резьбы — прерывистый процесс и ломает даже самые твердые материалы на мелкие, управляемые стружки», — говорит он. «Именно поэтому аэрокосмическая отрасль и действительно любой цех, производящий ценные детали, предпочитает фрезерование нарезанию резьбы, поскольку оно предлагает и точность, и предсказуемость».

Фрезерование резьбы и не только

Хэтч отмечает, что этот важный процесс нарезания резьбы стал легче за последние годы. Практически все станки с ЧПУ сегодня оснащены функцией спинтерполирования, необходимой для фрезерования резьбы, и большинство также предлагают сквозное охлаждение через шпиндель — желательно подаваемое под высоким давлением — для эффективного вымывания стружки из отверстия. То, и САПР-системы сейчас более дружелюбны к фрезерованию резьбы, чем когда-то, устраняя опасения по поводу ручного программирования движений дуга входа, дуга выхода, используемых при фрезеровании резьбы.

Режущие инструменты также стали более эффективными. Фрезы для резьбы серии ZGF от Emuge, например, доступны в длине 3xD, расширяя их досягаемость. Компания также предлагает несколько дополнительных линеек фрез для резьбы, включая индексную серию, покрывающих всё от UNC и UNF до Pipe, STI, миниатюрных и «гигантских» резьб. Благодаря широкому ассортименту высококачественных инструментов на рынке сегодня от Emuge и его конкурентов, мало что не может быть нарезано фрезерованием резьбы, делая проблемы управления стружкой вещью прошлого.

Формирование мнений

Несмотря на свои многие привлекательные качества, однако, фрезерование резьбы не является панацеей. Его альтернатива — нарезание резьбы — и быстрее, и проще, поэтому оно остается первым выбором для крупносерийных применений, на ручном оборудовании или где цех по любой причине хочет избежать фрезерования резьбы. Хэтч скажет вам, что следующая лучшая альтернатива — определенно с точки зрения управления стружкой — это холодное формование или вальцевое нарезание резьбы, которое смещает материал, а не удаляет его.

«Автопромышленность широко использует холодное формование для глубокого нарезания резьбы головок цилиндров и компонентов трансмиссии благодаря его способности производить сильные, высококачественные резьбы и устранять проблемы, связанные со стружкой», — говорит он. «Единственное предупреждение — тот факт, что формование оставляет очень крошечную, почти U-образную вмятину на вершине резьбы. С определенными медицинскими компонентами и пищевым оборудованием, это несовершенство создает область для сбора бактерий, поэтому вальцеватые резьбы часто запрещены в этих применениях».

Отличные гайковерты

Если фрезерование резьбы и вальцеватые резьбы отпадают, остаются режущие гайковерты. К счастью, Emuge и другие производители режущего инструмента разработали широкое предложение универсальных и материал-специфических гайковертов, которые отлично выполняют работу по вытягиванию стружки вверх и наружу из детали, даже в слепых отверстиях. Кайл Мацумото, менеджер по продукту в OSG USA Inc., предлагает, что A-Tap спроектирован именно для этого.

A-Tap, объясняет он, использует флют с переменным шагом для стабильного формирования стружки и ускорения эвакуации. Результат — предсказуемая, спиралевидная стружка, совершенно не похожая на скрученное гнездо птицы, которое так часто мешает операциям нарезания резьбы. Инструмент также, как говорится, имеет исключительно острую кромку, дополнительно стабилизирующую форму стружки и помогающую устранить задирание. Оба служат для создания гладкой поверхности резьбы, которая менее склонна зацеплять проходящие стружки, одновременно улучшая качество детали.

«Использование геометрии с переменным спиралевым углом позволяет нам создать более острый угол прямо на фаске гайковерта, где происходит всё резание», — говорит Мацумото.

«Это не только делает резающее действие более гладким, но и помогает держать стружки приятными и компактными», — добавляет он. «А затем к концу флюта угол спирали уменьшается, ускоряя выход стружки. A-Tap спроектирован для сталей и нержавеек, но также неплохо работает в чугуне и даже более твердых материалах до примерно 35 Rockwell».

Делаем счастливые стружки!

Поль Моцел, менеджер по режущим инструментам для резьбы в Guhring Inc., имеет похожее решение. Он говорит, что линейка гайковертов компании Pionex доступна в режущих и вальцеватых формах. В зависимости от инструмента, эти обычно обрабатываются покрытиями компании Sirius или Slidur для снижения трения и помощи эвакуации стружки. Гайковерты Pionex также хонируются и полируются после заточки, а затем полируются снова после покрытия, всё для обеспечения гладкой, сильной режущей кромки и увеличения срока службы инструмента. Он также упоминает, что вальцеватая версия гайковерта Pionex имеет меньший контакт поверхности и смазочный паз, снижающий усилия нарезания на 30 процентов.

«Много лет назад один из моих коллег в Германии сказал мне, что хорошая стружка — это счастливая стружка», — говорит Моцел. «Это значит, у неё есть место, куда идти, и способ добраться туда. Когда вы останавливаетесь, чтобы подумать, что, возможно, 90 процентов проблем с нарезанием резьбы связаны со стружкой, вы поймете, что он был точен со своими комментариями».

Помимо передовых покрытий и геометрий инструментов, Моцел предлагает, что одной из самых частых ошибок, которые совершают цеха, является выбор неправильного стиля гайковерта.

«Спирально-точечные гайковерты толкают стружку вперед, поэтому их никогда не следует использовать в слепом отверстии, даже если там много места на дне», — говорит он. «Они спроектированы проходить полностью через деталь, и когда они не делают этого, любые стружки, висящие в округе, могут заклинить за фаской рельефа, возможно, взорвав гайковерт».

«Решение — всегда использовать спирально-флютовые гайковерты на слепых отверстиях, так как их более высокий угол спирали помогает изгонять стружку из детали, и оставлять спирально-точечные для сквозных отверстий», — добавляет он.

Какие советы, трюки и техники вы можете поделиться об управлении стружкой? Поделитесь мыслями в комментариях ниже.

Не уверены, подходят ли водные СОЖ для вашего цеха? Посмотрите это видео для введения в жидкости для охлаждения: