Jakie są najczęściej stosowane metody obróbki gwintów w centrach obróbczych CNC?

Obróbka gwintów to jedno z najważniejszych zastosowań centrów obróbczych CNC. Jakość i wydajność obróbki gwintów mają bezpośredni wpływ na jakość obróbki części oraz wydajność produkcji centrów obróbczych. Wraz z udoskonalaniem wydajności centrów obróbczych CNC i narzędzi skrawających, metody obróbki gwintów również ulegają udoskonaleniu, a dokładność i wydajność obróbki gwintów stopniowo rosną. Aby umożliwić technikom racjonalny dobór metod obróbki gwintów, zwiększyć wydajność produkcji i uniknąć usterek jakościowych, poniżej podsumowano kilka metod obróbki gwintów powszechnie stosowanych w centrach obróbczych CNC: 1. Metoda gwintowania

1.1 Klasyfikacja i charakterystyka obróbki gwintów. Obróbka gwintów za pomocą gwintowników jest najpowszechniej stosowaną metodą obróbki. Ma ona zastosowanie głównie do otworów gwintowanych o małej średnicy (d30) i niskich wymaganiach dotyczących dokładności położenia otworu.

W latach 80. XX wieku do gwintowania otworów przyjęto metodę elastycznego gwintowania, czyli zaciskania gwintownika za pomocą elastycznej tulei zaciskowej. Tuleja zaciskowa służy do kompensacji osiowej, kompensując błąd posuwu spowodowany brakiem synchronizacji między posuwem osiowym obrabiarki a prędkością obrotową wrzeciona, zapewniając prawidłowy skok gwintu. Elastyczna tuleja zaciskowa charakteryzuje się złożoną konstrukcją, wysokim kosztem, podatnością na uszkodzenia i niską wydajnością obróbki. W ostatnich latach funkcja sztywnego gwintowania stała się stopniowo podstawową konfiguracją centrów obróbczych CNC.

Dlatego też gwintowanie sztywne stało się główną metodą obróbki gwintów. Oznacza to, że gwintownik jest mocowany za pomocą sztywnej tulei zaciskowej, a posuw wrzeciona jest zgodny z prędkością obrotową wrzeciona sterowaną przez obrabiarkę. W porównaniu z elastycznym uchwytem gwintującym, uchwyt sprężynowy charakteryzuje się prostą konstrukcją, niską ceną i szerokim zastosowaniem. Oprócz mocowania gwintownika, może on również mocować frez trzpieniowy, wiertło i inne narzędzia, co pozwala obniżyć ich koszt. Jednocześnie gwintowanie sztywne może być stosowane do obróbki z dużą prędkością, co poprawia wydajność centrum obróbczego i obniża koszty produkcji.

1.2 Określenie otworu gwintowanego przed gwintowaniem. Obróbka otworu gwintowanego ma duży wpływ na jego trwałość i jakość obróbki. Zazwyczaj średnica wiertła do otworu gwintowanego jest zbliżona do górnej granicy tolerancji średnicy otworu gwintowanego. Na przykład, średnica otworu gwintowanego M8 wynosi 6,7 ÷ 0,27 mm, dlatego należy wybrać średnicę wiertła równą 6,9 mm. W ten sposób można zmniejszyć naddatek na obróbkę gwintownika, zmniejszyć jego obciążenie i wydłużyć jego żywotność.

1.3 Dobór gwintowników. Wybierając gwintowniki, należy przede wszystkim dobrać odpowiednie gwintowniki do obrabianych materiałów. Narzędziownia produkuje różne rodzaje gwintowników do różnych materiałów obrabianych, dlatego należy zwrócić szczególną uwagę na ich dobór.

Ponieważ gwintownik jest bardzo wrażliwy na obrabiane materiały w porównaniu z frezem i wytaczadłem. Na przykład, użycie gwintownika do obróbki żeliwa do obróbki części aluminiowych łatwo może spowodować wypadanie gwintu, nieregularne gwintowanie, a nawet pęknięcie gwintownika, co skutkuje wykruszaniem się przedmiotu obrabianego. Po drugie, zwróć uwagę na różnicę między gwintownikiem przelotowym a gwintownikiem nieprzelotowym. Prowadnica czołowa gwintownika przelotowego jest długa, a wiór usuwany jest z przodu. Prowadnica czołowa otworu nieprzelotowego jest krótka, a wiór usuwany jest z przodu. To wiór tylny. Obróbka otworu nieprzelotowego gwintownikiem przelotowym nie gwarantuje głębokości gwintu. Ponadto, jeśli używana jest elastyczna tulejka zaciskowa, należy również pamiętać, że średnica uchwytu gwintownika i szerokość czterech boków powinny być takie same jak średnica tulejki zaciskowej; średnica uchwytu gwintownika do gwintowania sztywnego powinna być taka sama jak średnica tulei sprężystej. Krótko mówiąc, tylko rozsądny dobór gwintownika może zapewnić płynną obróbkę.

1.4 Programowanie NC obróbki gwintów. Programowanie obróbki gwintów jest stosunkowo proste. Centrum obróbcze zazwyczaj tworzy podprogram gwintowania i musi jedynie przypisać wartości różnym parametrom. Należy jednak pamiętać, że znaczenie niektórych parametrów różni się w zależności od systemu NC i formatu podprogramu. Na przykład, format programowania systemu sterowania Siemens 840C to g84 x_y_r2_r3_r4_r5_r6_r7_r8_r9_r10_r13_. Podczas programowania należy przypisać tylko te 12 parametrów.

2. Metoda frezowania gwintów2.1 Charakterystyka frezowania gwintówFrezowanie gwintów polega na użyciu narzędzia do frezowania gwintów oraz trójosiowego układu centrum obróbczego, tj. interpolacji łuku osi X i Y oraz liniowego posuwu osi Z.

Frezowanie gwintów jest wykorzystywane głównie do obróbki gwintów o dużych otworach oraz otworów gwintowanych w materiałach trudnoobrabialnych. Charakteryzuje się ono przede wszystkim następującymi cechami: (1) wysoką prędkością obróbki, wysoką wydajnością i precyzją. Materiałem narzędzia jest zazwyczaj węglik spiekany, charakteryzujący się dużą prędkością przesuwu narzędzia. Wysoka precyzja wykonania narzędzia przekłada się na wysoką precyzję frezowania gwintów. (2) Frez ma szeroki zakres zastosowań. O ile skok gwintu jest taki sam, niezależnie od tego, czy jest to gwint lewoskrętny, czy prawoskrętny, można użyć jednego narzędzia, co przyczynia się do obniżenia kosztów narzędzi.

(3) Frezowanie jest łatwe w usuwaniu wiórów i zapewnia chłodzenie, a warunki skrawania są lepsze niż w przypadku gwintowania. Jest ono szczególnie odpowiednie do obróbki gwintów w materiałach trudnoobrabialnych, takich jak aluminium, miedź i stal nierdzewna, a zwłaszcza do obróbki gwintów dużych części i elementów z materiałów szlachetnych, co zapewnia jakość obróbki gwintów i bezpieczeństwo obrabianego przedmiotu. (4) Ze względu na brak prowadnicy czołowej narzędzia, frezowanie nadaje się do obróbki otworów nieprzelotowych z krótkimi otworami gwintowanymi i otworów bez rowków powrotnych narzędzia. 2.2 Klasyfikacja narzędzi do frezowania gwintów

Frezy do gwintów można podzielić na dwa rodzaje: frezy z ostrzami z węglika spiekanego z mocowaniem maszynowym oraz frezy z węglika spiekanego z mocowaniem integralnym. Frezy z mocowaniem maszynowym mają szeroki zakres zastosowań. Mogą obrabiać otwory o głębokości gwintu mniejszej niż długość ostrza lub o głębokości gwintu większej niż długość ostrza. Frezy z węglika spiekanego z mocowaniem integralnym są zazwyczaj używane do obróbki otworów o głębokości gwintu mniejszej niż długość narzędzia. 2.3 Programowanie NC frezowania gwintów. Programowanie frezów do gwintów różni się od programowania innych narzędzi. Błędny program obróbki może łatwo doprowadzić do uszkodzenia narzędzia lub błędu obróbki gwintu. Podczas programowania należy zwrócić uwagę na następujące kwestie:

(1) Po pierwsze, gwintowany otwór dolny powinien być dobrze obrobiony, otwór o małej średnicy powinien być obrobiony wiertłem, a większy otwór powinien być rozwiercony, aby zapewnić dokładność gwintowanego otworu dolnego. (2) Podczas wcinania i wycinania narzędzia należy przyjąć ścieżkę łuku, zwykle 1/2 obrotu, a 1/2 skoku powinna być przebyta w kierunku osi z, aby zapewnić kształt gwintu. W tym momencie należy wprowadzić wartość kompensacji promienia narzędzia. (3) Łuk kołowy osi x i osi y powinien być interpolowany przez jeden tydzień, a wał główny powinien przebyć skok wzdłuż osi z, w przeciwnym razie gwinty będą się nieuporządkowanie wyginać.

(4) przykładowy program: średnica frezu do gwintów wynosi 16. Otwór gwintowany to M48 1,5, głębokość otworu gwintowanego wynosi 14. Procedura obróbki jest następująca: (pominięto procedurę dolnego otworu gwintowanego, a dolny otwór należy wywiercić) G0 G90 g54 x0 y0g0 Z10 m3 s1400 m8g0 z-14,75 posuw do najgłębszego gwintu G01 G41 x-16 Y0 F2000 przesuń do pozycji posuwu, dodaj kompensację promienia G03 x24 Y0 z-14 I20 J0 f500 wytnij 1/2 okręgu łuku G03 x24 Y0 Z0 I-24 J0 F400 wytnij cały gwint G03 x-16 Y0 z0,75 I-20 J0 f500 wytnij 1/2 okręgu łuku G01 G40 x0 Y0 powrót do środek i anuluj kompensację promienia G0 Z100M30

3. Metoda zatrzaskowa 3.1 Charakterystyka metody zatrzaskowej Duże otwory gwintowane mogą czasami występować w elementach skrzynkowych. W przypadku braku gwintownika i frezu do gwintów, można zastosować metodę podobną do tokarki.

Zamontuj narzędzie do toczenia gwintów na wytaczadle, aby wytoczyć gwint. Firma obrabiała kiedyś partię części z gwintem M52x1,5 i kątem nachylenia 0,1 mm (patrz rysunek 1). Ze względu na wysokie wymagania dotyczące położenia i duży otwór gwintowany, obróbka gwintownikiem jest niemożliwa, a frez do gwintów nie jest dostępny. Po teście stosuje się metodę pobierania gwintów, aby zapewnić spełnienie wymagań obróbki. 3.2 Środki ostrożności dotyczące metody pobierania gwintów

(1) Po uruchomieniu wrzeciona należy odczekać pewien czas, aby wrzeciono osiągnęło prędkość znamionową. (2) Podczas cofania narzędzia, jeśli jest to narzędzie do gwintowania szlifowane ręcznie, nie można zastosować cofania narzędzia w kierunku przeciwnym, ponieważ nie można go szlifować symetrycznie. Należy przyjąć orientację wrzeciona, wykonać ruch promieniowy narzędzia, a następnie cofnąć narzędzie. (3) Wykonanie listwy tnącej musi być dokładne, a zwłaszcza położenie rowka noża musi być spójne. W przypadku braku spójności nie można używać wielu listew tnących do obróbki, ponieważ spowoduje to nieuporządkowane wybrzuszenie.

(4) Nawet jeśli jest to bardzo cienka klamra, nie można jej rozciąć jednym nożem, ponieważ spowoduje to utratę zębów i słabą chropowatość powierzchni. Należy rozdzielić co najmniej dwa noże. (5) Wydajność obróbki jest niska, co dotyczy tylko pojedynczych sztuk, małych partii, gwintów o specjalnym skoku i braku odpowiedniego narzędzia. 3.3 Procedury specjalne

N5 G90 G54 G0 X0 Y0N10 Z15N15 S100 M3 M8

N20 G04 X5 opóźnienie potrzebne do osiągnięcia przez wrzeciono prędkości znamionowejN25 G33 z-50 K1.5 śruba napinającaN30 M19 orientacja wrzeciona

N35 G0 X-2 cutterN40 G0 z15 tool retractionEditing: JQ