Инструмент Sandvik для нарезания резьбы

Инструмент Sandvik для нарезания резьбы

Советы экспертов по нарезанию резьбы резцами.

Без резьбы невозможно было бы вкрутить лампочку или закрыть банку с маринованными огурцами. В резьбе применяется принцип наклонной плоскости для скрепления двух компонентов или движения одного относительно другого – например, установочный винт на опорном домкрате или контргайка для его затягивания. В отличие от таких видов крепежа, как заклепки, сварные швы и клей, резьба часто носит временный характер. Замена шины или прикручивание телевизора к стене потребовали бы гораздо больше усилий без резьбовых соединений. Другие виды резьбы – например, для фиксации тазобедренного шарнира или удерживания элементов детского спортивного комплекса – должны оставаться на месте в течение всего срока службы.

В большинстве случаев резьба определяется по основному – наружному – диаметру и шагу. Мотор в вашем снегоочистителе, скорее всего, закреплен несколькими шестигранными болтами с резьбой M10 x 1,5. Основной диаметр резьбы в этом случае меньше 10 мм, и болт продвигается на шаг или 1,5 мм на оборот гаечного ключа. Такие болты снегоочистителя имеют довольно распространенную треугольную резьбу с углом 60°, но есть и такие виды, как трапецеидальная резьба ACME 29º, дюймовая резьба Витворта 55°, прямоугольная, трапецеидальная трубная резьба и множество других разновидностей.

Также существует целый ряд способов изготовления. Резьбы можно накатывать, фрезеровать, нарезать, шлифовать, прессовать, отливать, обрабатывать на электроэрозионном станке, печатать, нарезать вихревым способом, метчиками и резцами. Эта статья посвящена последней операции в этом перечне. Токарно-винторезные станки существуют со времен Да Винчи, но до изобретения станков с ЧПУ такой вид нарезания был очень трудоемким занятием. Патронные токарные станки используют ходовой винт и толкатель для нарезания резьбы гребенкой, тогда как станок с механическим приводом имеет сложный редуктор. Оба вида станков требуют твердой руки и быстрой реакции.

Все дело в программе

Благодаря автоматическому контролю программирование винтовой резьбы на станке с ЧПУ осуществляется достаточно просто. Большинство операторов используют G76 или сопоставимые коды автоматического нарезания резьбы, требующие ввода лишь нескольких параметров для создания правильной траектории. Программы, совместимые с Fanuc, требуют ввода диаметра резьбы (Х), высоты (К), длины (Z), хода (F), также требуется указать, является ли резьба конической (I), как у трубных фитингов. Существует множество тонкостей при программировании нарезания резьбы, но два из этих параметров заслуживают особого внимания. Программируемый угол подачи часто упускают из виду, но это, вероятно, самый важный из всех параметров резьбы. По умолчанию эта величина устанавливается равной 0°, что означает, что инструмент врезается в заготовку под прямым углом, строго перпендикулярно продольной оси резьбы. Резьба ведется одинаково по обеим кромкам пластины, что создает чрезвычайно сильное давление. Из-за этого при большой глубине резьбы может появиться вибрация, а стружка будет плохо удаляться.

Как правило, производители инструмента рекомендуют «модифицированную боковую подачу» с углом 30° (половина профиля резьбы 60°). Это аналогично наклону поворотной части суппорта на токарно-винторезном станке, что, как известно любому опытному оператору, является лучшим способом повысить срок службы инструмента и улучшить качество резьбы. Такой подход позволяет минимизировать силу резания и обеспечить отвод стружки с обрабатываемой детали. Такой программируемый метод важен при использовании резьбонарезных пластин со стружколомом, поскольку они разработаны для резания одной стороной.

Не так быстро

Другой важный программируемый показатель – скорость подачи. За исключением многозаходной резьбы (колпачок на тюбике с зубной пастой имеет трехзаходную резьбу), скорость подачи равна шагу резьбы. В программе для нашего болта из снегоочистителя значение “F” равнялось бы 1,5 мм/об. Однако новейшие твердые сплавы и покрытия позволяют нормально работать на высоких скоростях, и 6000 оборотов в минуту и более для токарного станка уже не являются чем-то необычным. Но нарезание болта снегоочистителя с такой скоростью шпинделя требует скорости 9000 мм/мин по оси Z. Конечно, это не так много по сравнению с ускоренной подачей современных станков с ЧПУ, но мало какие из них способны с высокой точностью контролировать режущий инструмент на такой скорости, от которой замирает сердце. Мораль? Посчитайте сами и правильно оцените возможности вашего станка. Или будьте готовы отправлять детали в лом.

Инструмент Kaiser для нарезания резьбы

Инструмент Kaiser для нарезания резьбы

Для успешного нарезания качественной резьбы одной программы в коде G недостаточно, и для результата будет одинаково важно, какой режущий инструмент вы выберете и какие параметры для него запрограммируете. Индексируемые резьбонарезные пластины бывают двух основных видов – укладываемые или устанавливаемые на ребро. В обоих случаях для установки пластины в гнезде держателя используются зажим, винт, штифт или их комбинация.

Упор лежа

Укладываемые пластины, как следует из названия, располагаются горизонтально в гнезде держателя. Большинство из них имеет треугольный профиль и три режущие кромки, хотя есть и другие варианты. Под них обычно подкладывают твердосплавные шайбы для наклона пластины до нужного угла подъема нарезаемой резьбы. Может потребоваться целый набор таких шайб – для очень тонкой резьбы часовой головки с шагом 96 витков на дюйм совершенно точно понадобится иная шайба, чем для нарезания резьбы с шагом 8 витков на шаровом шарнире сцепного узла прицепа.

Устанавливаемые на ребро пластины, также известные как «вертикальные», имеют от двух до четырех режущих кромок. Резьбонарезные инструменты «Top Notch» имеют простой зажим, который вставляется в желобок в верхней части пластины и притягивает ее вниз вплотную к гнезду. В других используется установленный заподлицо винт или эксцентриковый штифт, который вставляется в отверстие в центре пластины. Из-за отсутствия шайбы этот тип пластин кажется более простым в использовании, тогда как укладываемые пластины можно назвать более надежными. В любом случае, сколько людей – столько и мнений.

Независимо от того, какой инструмент вы используете, есть некоторые отличия в самой пластине. Универсальные пластины V-образной формы нарезают профиль резьбы и внутренний диаметр. Наружный диаметр необходимо нарезать отдельным токарным резцом. Этот подход позволяет строго контролировать разные размеры резьбы. С другой стороны, обычный резьбовой резец позволяет нарезать резьбу с широким диапазоном шагов и размеров. Это делает V-образные пластины идеальными для небольших партий, традиционных для большинства мастерских.

Профиль пластины

Пластины с полным и неполным профилем позволяют нарезать все или почти все виды профиля резьбы. В отличие от универсального инструмента, пластина с полным профилем для резьбы с шагом 16 витков на дюйм не подойдет для нарезания резьбы с шагом 12 витков на дюйм. Для каждого класса резьбы требуется специальная пластина, но поскольку пластины с полным профилем нарезают одновременно и наружный диаметр, и остальную часть профиля, они устраняют необходимость в снятии заусенцев с вершины резьбы. Это экономит время и может способствовать повышению качества детали.

Инструмент Ingersoll для нарезания резьбы

Инструмент Ingersoll для нарезания резьбы

Также важны марки твердого сплава. Из-за ограничения по скорости подачи, о котором шла речь выше, нарезание резьбы часто выполняется на менее оптимальной скорости. Это приводит к выкрашиванию, образованию нароста на режущей кромке и задиров, особенно на вязких материалах, таких как нержавеющая сталь. Производители инструментов борются с этой проблемой с помощью твердых сплавов и гладких покрытий (TiN, TiCN), разработанных с целью продлить срок службы инструмента и сократить образование нароста. Некоторые производители рекомендуют режущие пластины из поликристаллического алмаза при нарезании резьбы на алюминиевых и медных заготовках, другие советуют применять инструменты из быстрорежущей стали для обработки пластмасс.

Независимо от профиля резьбы и обрабатываемого материала, вероятнее всего, вы сможете подобрать наиболее подходящую пластину. Если же нет, ваш выбор – инструмент, изготовленный под заказ. За небольшую надбавку многие производители предлагают инструменты с особой геометрией для нарезания резьбы особой формы. Эта услуга становится все более популярной в медицинской, нефтегазовой и аэрокосмической отрасли.

Благодаря возможностям программирования станков с ЧПУ и широкому ассортименту резьбонарезных пластин, марок твердых сплавов и покрытий подбор инструмента для нарезания резьбы – не такая уж сложная задача. Выберите подходящий тип пластины и геометрии для вашего случая, оцените уровень затрат, организуйте подачу чистой смазочно-охлаждающей жидкости (желательно под давлением) и обратите внимание на лучшие в своем классе инструменты, если вам предстоит большая работа. Вы сами удивитесь тому, насколько быстро будет готова резьба.

Источник материала: перевод статьи
Holding it together,

Shop Metalworking Technology (SMT)

Автор:
Кип Хэнсон (Kip Hanson),

пишущий редактор

Соавторы:
Дэвид Эндрюс (David Andrews),
региональный менеджер в Западном Онтарио, 

Sandvik Coromant Canada, Миссиссога, Онтарио

Кен Кинг (Ken King), директор по производству,
 Kaiser Tool Company Inc., Форт-Уэйн, Индиана

Натан Прейсс (Nathan Preiss),
менеджер по резьбонарезной продукции,

 Ingersoll Cutting Tools USA, Рокфорд, Иллинойс



Понравилась статья? Поделитесь: