Повышение эффективности нарезки резьбы и качества деталей: стратегии и выбор инструмента

Узнайте о самых популярных и эффективных методах и инструментах для максимизации нарезки резьбы в вашем цехе.

Нарезка резьбы — тяжелая работа. Силы резания высоки, допуски тесны и инструменты быстро изнашиваются, поэтому выбор лучшего возможного резьбового инструмента — всегда лучшая практика. Равным образом важная лучшая практика, однако, — использование правильного метода изготовления резьбы с «правильным» инструментом в «правильном» применении. Чтобы понять, что правильно для нарезки резьбы, нужен лучший обзор нарезки резьбы в действии.

Вот три самых популярных варианта — гнутание, однопроходная резка и фрезерование резьбы, вместе с ключевым техническим советом о методах или инструментах для использования в этих конкретных применениях — и совет о том, чего избегать, чтобы ваша резьбовая работа выполнялась на максимально возможном уровне.

Высокопроизводительная нарезка резьбы: наборы гнутов и matriz

Пока люди делают резьбу, они использовали гнуты и матрицы для её вырезания. В то время как матрицы в основном ушли по пути углеродистых инструментов, гнуты живы и в порядке. Однако методы гнутания и технологии изготовления резьбы пошатнулись с временами. Вот как вы можете использовать гнутание к своему преимуществу:

Всегда используйте проходной гнут (plug tap), когда возможно. Правда, глухие гнуты (bottom taps) могут приблизиться ближе к дну отверстия, но качество резьбы обычно не так хорошее, ни срок службы инструмента. Теперь, когда вы используете проходной гнут, убедитесь, что вы сверлили меньший диаметр настолько глубоко, насколько возможно (и сквозь, если можете). Это обеспечивает больше места для стружки.

Не соглашайтесь на гнут общего назначения. Шансы хороши, что гнут был разработан специально для металла и стиля резьбы, которую вы обрабатываете. Для проблемных резьб, брызните небольшое количество восковой смазки или компаунда для гнутания в отверстие перед гнением. Некоторые станки имеют опцию автоматизировать этот шаг. Многие гнуты доступны со сквозным СОЖ. Если ваш станок так оснащен, по всеми средствами используйте его.

Используйте раскатывающие или формирующие гнуты (roll or form tapping), когда это имеет смысл. Раскатывание или формирующее гнется — отличный вариант в вязких материалах, таких как алюминий и нержавеющая сталь, и обеспечивает прочную, гладкую резьбу. Убедитесь, что вы сверлили отверстие согласно рекомендациям производителя гнута, и к верхнему пределу, если возможно.

Будьте в курсе H-значения гнута. В зависимости от класса резьбы, H2 или H3 — хорошее место для старта. Каждое изменение H-значения увеличивает или уменьшает диаметр шага гнута на 0,0005 дюйма.

Будьте в курсе типов держав для гнут. Если ваш станок оснащен жестким гнением (большинство новых так), убедитесь, что вы используете державу «синхро», специально разработанную для этого. Иначе используйте плавающую (фрезерную) или самоотпускающую державу (токарную). Для высокообъемной нарезки резьбы на machining-центре, самореверсирующая гнутовая головка может быть именно тем, что нужно.

CNC обработка: Однопроходная нарезка резьбы

Любой, кто резал резьбу на токарном станке, знает, что однопроходная нарезка резьбы может быть сложной. Под каким углом наклонить составной ползунок? Сколько проходов брать? Какое правильное число пружинных проходов? Благодаря CNC-токарным станкам, это всё программируемо. Но пока процесс нарезки резьбы стал проще, нахождение правильного инструмента стало более сложным. Вот что нужно знать об однопроходных резьбовых инструментах:

Полнопрофильные резьбовые вставки режут всю форму резьбы. Они устраняют необходимость отдельной токарной операции для прослеживания большого диаметра резьбы (или малого, для внутренних резьб). Однако каждая вставка может резать только один конкретный шаг и профиль резьбы, увеличивая инструментальный инвентарь и затраты.

Частично профильные вставки могут резать несколько шагов резьбы с одной вставкой. Они предлагают большую гибкость в контроле размера, но немного увеличивают время цикла по сравнению с полнопрофильными «завершающими» вставками.

Двусторонние вставки типа laydown предлагают наименьшую стоимость на край. Специальная анвил (anvil) требуется для наклона вставки под требуемым углом шага. Обратите внимание: Используйте неправильную анвил — и у вас будет куча брака.

Попробуйте использовать цикл G76 для нарезки резьбы. Все еще используете циклы G92 или G32? Может быть, время подобрать руководство по программированию и освоить G76. Он намного более мощный. Для увеличения срока службы инструмента и качества детали используйте опцию составной подачи.

Будьте осторожны с об/мин шпинделя, так как легко переподать станок. Например, подача на оборот на резьбе 1/2-13 составляет 0,0833 дюйма. На 3000 об/мин это равняется скорости перемещения примерно 250 дюймов в минуту. Даже если ваш станок способен, это может быть слишком быстро для повторяемой точности резьбы.

Покрытия инструмента могут быть менее эффективны в резьбовой работе, ведущими к нарастающему краю (BUE). Поскольку скорости резания при нарезке резьбы часто ниже, чем при токарных или растачивающих операциях, вы должны следить за этим. Непокрытые или TiN вставки — лучшая ставка, особенно на высокотемпературных сплавах и очень крупных резьбах.

Следите за Z-осевым позиционированием. Стартовая Z-posición должна всегда быть три-четыре раза шаг резьбы перед деталью. Также отключите постоянную скорость резания (G96) командой G97 при нарезке резьбы.

Фрезерование резьбы

Традиционно ограниченное machining-центрами, фрезерование резьбы становится все более распространенным на токарно-фрезерных станках и многофункциональных машинах. Это немного медленнее, чем гнутание, но предлагает гораздо больше контроля и гибкости. Где гнуты ограничены нарезкой резьбы в отверстиях, фрезы для резьбы могут резать внутренние и внешние резьбы одинаково, часто с тем же инструментом. Фрезерование резьбы — отличный метод, но вам нужен правильный инструмент и правильная программа, чтобы заставить его работать.

Фрезерование резьбы — путь для низких объемов деталей, трудных материалов или где качество резьбы критично (и где однопроходная резка невозможна). Вот что нужно знать:

Твердосплавные фрезы для резьбы — самые быстрые, самые жесткие и самые продуктивные инструменты доступные. Они могут стоить больше других типов, но часто предлагают наименьшую стоимость на деталь.

Индексируемые фрезы для резьбы требуют больше времени для резки резьбы. Обычно это из-за меньшего числа зубьев, чем у их твердосплавных кузенов. Для низких производственных объемов или где бюджет на инструменты ограничен, однако, они часто хороший выбор.

Однозубьевые, многофлютовые фрезы для резьбы должны использоваться на деликатных или тонкостенных деталях, или где требуется длинный нахлест. Начните резьбу снизу и работайте свой путь наружу из отверстия.

Большинство CAM-систем сегодня генерируют отличные резьбовые рутины. CAM-системы очень полезны. Проверьте с вашим софтварным партнером, если вам нужна помощь в программировании одного. Нет CAM-системы? Большинство веб-сайтов поставщиков фрез для резьбы предлагают генераторы программ бесплатно. Подставьте значения, затем вырежьте и вставьте фрагмент кода в вашу программу.

Используйте компенсацию резака для регулировки размера резьбы (одно из больших преимуществ фрезерования резьбы).

Какой бы подход вы ни приняли, всегда покупайте лучший возможный режущий инструмент. Используйте высококачественное чистое масло или чистую, правильно смешанную режущую жидкость. Установка должна быть жесткой, инструмент на центре (токарный), без биения (фрезерный) и надежно зажатым (любым) в соответствующей державе. Подставьте правильные программные значения, и начните резать резьбу.

Какие инструменты и методы ваш цех использует для высокопроизводительной нарезки резьбы?

Какие инструменты и методы ваш цех использует для высокопроизводительной нарезки резьбы?

Нарезка резьбы — тяжелая работа.

Силы резания высоки, допуски тесны и инструменты быстро изнашиваются, поэтому выбор лучшего возможного резьбового инструмента всегда лучшая практика.

Примите участие в нашем опросе, чтобы поделиться своими инсайтами и увидеть, что делают другие.

Какой из следующих подходов вы нашли наиболее эффективным?