Резьбовые фрезы: высокая производительность и универсальность

Резьбовые фрезы имеют множество преимуществ перед расточками. Они работают более чем в 10 раз быстрее расточек и обеспечивают высокую точность.

Качество поверхности хорошее, один и тот же шаг можно использовать для обработки больших и малых отверстий одной фрезой. Сверление, фрезерование и фаскирование выполняются за одну установку. При ломке фрезы её не нужно извлекать как сломанную расточку, а сопротивление станка также меньше.

Введение в резьбовые фрезы

Традиционные методы резьбования: резела для нарезки резьбы, расточки и лерки для ручного нарезания. С развитием ЧПУ-технологий, особенно появлением трехкоординатных систем, стал возможен более совершенный метод — ЧПУ-резьбовое фрезерование. По сравнению с традиционными методами, фрезерование превосходит их по точности и эффективности, и не ограничено структурой резьбы и направлением ее нарезки. Например, одна резьбовая фреза может обрабатывать разные направления нарезки, внутренние и внешние резьбы. Для резьб без переходного хода или подреза, трудных для традиционных методов, ЧПУ-фрезерование решает задачу легко. Кроме того, ресурс резьбовых фрез в 10–100 раз выше расточек, а регулировка диаметра резьбы при ЧПУ-фрезеровании крайне удобна, чего трудно добиться расточками и лерками.

Классификация резьбово-фрезеровской обработки

Машинно-зажимной тип:

Одно зубье: Механическая структура похожа на резель для резьбы. Пластина закреплена на держателе, есть только одно режущее зубье. Инструмент обрабатывает одно зубье за одно спицевое движение, соответствующий шаг уменьшается по оси Z. Эффективность ниже, чем у многозубьевых фрез.

Много зубьев: На пластине несколько режущих зубьев. За один оборот инструмента по оси Z можно обработать несколько зубьев резьбы — высокая эффективность.

Цельный тип:

На режущем краю также много зубьев. Это фреза с фиксированным шагом. Изготовлена из твердого сплава, имеет хорошую жесткость, позволяет более высокую скорость резания и подачу. Широкий диапазон обработки, компактная конструкция, способна обрабатывать малые и средние внутренние резьбы. Но цена выше.

Особенности резьбово-фрезеровской обработки

1. Стабильность

При обработке труднобрабатываемых материалов (титановые сплавы, жаропрочные сплавы, высокотвердые материалы) расточки часто срываются или ломаются в детали из-за больших сил резания. При обработке длинностружечных материалов при плохом удалении стружки она навивается на расточку или забивает отверстие, часто вызывая скол или ломку. Извлечение сломанной расточки трудоемко и может повредить деталь. Резьбовые фрезы решают эту проблему: они постепенно входят в материал, силы резания малы, ломка инструмента редка. Даже при ломке, так как диаметр фрезы значительно меньше резьбового отверстия, сломанную часть легко извлечь без повреждения детали.

2. Высокая точность

Резьбовое фрезерование выполняется за счет высокоскоростного вращения инструмента и интерполяции шпинделя, удобно для обработки внутренних резьб и удаления стружки. Это процесс со срывом стружки — стружка короткая и мелкая. Диаметр инструмента меньше резьбы, что исключает спицевую линию, образующуюся при отборе расточки (при высоких требованиях к герметичности недопустимая). У фрезы спицевая линия отсутствует полностью, расточки её не избежать. Явление прилипания стружки не образуется легко. Для мягких материалов склонных к прилипанию, фрезерование требует меньшей мощности. Инструменты в локальном контакте, сила резания малая, ломка расточки легко устранима.

3. Высокая эффективность

Высокая производственная эффективность. При массовом резьбовании трудно повысить эффективность из-за низкого предела скорости резания расточки и обратного хода после нарезки. Резьбовая фреза не только имеет высокую скорость фрезерования, но ее многощелевая конструкция увеличивает число режущих краев, позволяя легко повысить скорость подачи, что резко увеличивает эффективность. При обработке длинных резьб можно выбрать пластину с более длинным режущим краем, уменьшая осевое перемещение (эквивалентно сокращению длины резьбы), еще больше повышая эффективность.

4. Качество поверхности

При обработке расточкой трудно получить хорошую чистоту поверхности и точность резьбы из-за низкой скорости резания и трудного срыва стружки. Для резьбового фрезерования это не проблема! Высокая скорость резания и малая сила делают поверхность очень гладкой; мелкая стружка легко вымывается СОЖ без царапин на поверхности. Для деталей с высокими требованиями к точности резьбы, так как фрезы обеспечивают точность спицевой интерполяцией, достаточно скорректировать программу для получения высокоточной резьбы. Это абсолютное преимущество в точном резьбовании.

5. Низкая стоимость

Резьбовая фреза гибка в применении и подходит для различных условий. Например: одной фрезой можно обрабатывать левые и правые резьбы; и внешние, и внутренние резьбы. Все это требует только изменения интерполяционной программы. При использовании расточек для деталей с множеством отверстий разного диаметра но одинакового шага нужны расточки разных диаметров. Это требует много расточек и времени на смену. С фрезой, так как обработка спицевой интерполяцией, достаточно изменить программу для обработки резьб всех диаметров — огромная экономия на инструменте и времени смены.

Для обеспечения точности резьбы при растачивании разных материалов нужны разные типы расточек. При фрезеровании такого ограничения нет: одна фреза обрабатывает большинство материалов с высокой точностью. Это также снижает затраты на инструмент.

Когда резьбование требует приближения к дну глухого отверстия, расточкой трудно получить полную резьбу у дна. Возможно, что инструмент продолжает двигаться немного (плавающее растачивание) за время остановки у дна перед обратным ходом, что легко вызывает ломку. Резьбовая фреза решает эту проблему — она меньше отверстия, не требует обратного хода, и форма резьбы сохраняется у кончика инструмента. Так мы получаем полную и точную глубину резьбы!

Резьбовое фрезерование решает многие проблемы. Например: при резьбовании крупных некруглых деталей на токарном станке нужны сложное закрепление и балансировка для избежания вибраций. На обрабатывающем центре деталь неподвижна, вращается фреза — нет проблем с балансом. При прерывистых резьбах удар вибрации сильно влияет на пластину, легко давая трещины. Резьбовая фреза постепенно входит в материал разрывно, избегая больших ударов и продлевая жизнь инструмента.