Walter AG Derendinger Straße 53, 72072 Tübingen  Postfach 2049, 72010 Tübingen  Niemcy    www.walter-tools.com 

Broszura produktowa Gwintowanie

_ GWINTOWANIE Z WALTER PROTOTYP

Walter Polska Sp. z o.o. Warszawa, Polska +48 (0) 22 8520495, [email protected]

Printed in Germany 6324008 (11/2012) PL

Precyzyjne, niezawodne, ekonomiczne

SPIS TREŚCI Gwintowanie

2

Indeks

4

Wprowadzenie ogólne

8

Schemat programu



9



12 Wygniatanie gwintów



13 Frezowanie gwintów

Gwintowanie

14 Informacje o produktach

14 Gwintowanie



28 Wygniatanie gwintów



34 Frezowanie gwintów

40 Wybór narzędzi

40 Gwintowanie



44 Wygniatanie gwintów



46 Frezowanie gwintów

48 Informacje techniczne

48 Informacje ogólne



74 Gwintowanie



94 Wygniatanie gwintów



101 Frezowanie gwintów



112 Załącznik

Indeks

Alfabetyczny indeks haseł

Strona

Cechy szczególne   Gwintowanie . . . . . . . . . . . . 84-85 Chłodzenie i smarowanie . . . . . 56-57 Frezowanie gwintów . . . . . . . . . 59 Gwintowanie . . . . . . . . . . . . . . . 58 Wygniatanie gwintów . . . . . 60-61



Strona

Otwór pod gwint Frezowanie gwintów . . . . . 114-115 Gwintowanie . . . . . . . . . . . 114-115 Informacje ogólne . . . . . . . . . . . 70 Wygniatanie gwintów  . . . . . . . . . . . . . . . . . 71, 96-97, 116



Strona

Problemy i rozwiązania Frezowanie gwintów . . . . . 110-111 Gwintowanie . . . . . . . . . . . . 90-92 Wygniatanie gwintów . . . . 99-100 Proces nacinania Gwintowanie . . . . . . . . . . . . 79-80

Paradur® Eco CI . . . . . . . . . . . . . 10, 18 Elementy mocujące . . . . . . . . . . . . 64

Programowanie CNC Frezowanie gwintów . . . . . 107-108



Strona

Rprg. (promień programowany) Frezowanie gwintów . . . . . . . . 108 Siły Gwintowanie . . . . . . . . . . . . 86-87 Smarowanie ilością minimalną . . . . . . . . 62-63

Protodyn® Eco LM . . . . . . . . . . 12, 30

Średnica otworu wstępnego Frezowanie gwintów . . . . . 114-115 Gwintowanie . . . . . . . . . . . 114-115 Informacje ogólne . . . . . . . . . . . 70 Wygniatanie . . . . . . . . . . . . . . 70-71, 96-97, 116

Protodyn® Eco Plus . . . . . . . . . . . . 28

Tabela zestawień twardości . . . . . 117

Protodyn® HSC . . . . . . . . . . . . . . . . 33

TMC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13, 34-35

Protodyn® Plus . . . . . . . . . . . . . . . . 29

TMD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13, 38-39

Protodyn® S Eco Inox . . . . . . . . 12, 31

TME . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Protodyn® S Eco Plus . . . . . . . 12, 28

TMG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13, 35

Podstawy metod Frezowanie gwintów . . . . . 101-105 Wygniatanie gwintów . . . . . 94-95

Protodyn® S HSC . . . . . . . . . . . 12, 33

TMO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13, 36-37

Protodyn® S Plus . . . . . . . . . . . 12, 29

TMO HRC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13, 37

Podział skrawania Frezowanie gwintów . . . . . 104-105

Protodyn® S Synchrospeed . . . 12, 32

Ustawianie momentu obrotowego Gwintowanie, wygniatanie   gwintów . . . . . . . . . . . . . . . . 118-119

Paradur® Eco Plus . . . . . . . . . 9, 14-15 Formy nakroju  Gwintowanie . . . . . . . . . . . . . . . 76

Paradur® HSC . . . . . . . . . . . . . . . 11, 27

Grupowanie narzędzi . . . . . . . . . . . . 8

Paradur® HT . . . . . . . . . . . . . . . . 10, 19

Kąty i właściwości Gwintowanie . . . . . . . . . . . . . . . 81

Paradur® Synchrospeed . . . . 9, 16-17

Programowanie posuwu  Gwintowanie . . . . . . . . . . . . . . . 87

Paradur® Ti Plus . . . . . . . . . 11, 24-25 Kontrolowane odprowadzanie wiórów Gwintowanie . . . . . . . . . . . . . . . 90 Korekcja posuwu Frezowanie gwintów . . . . . . . . 103 Modyfikacje Frezowanie gwintów . . . . . . . . 109 Gwintowanie . . . . . . . . . . . . 88-89 Wygniatanie gwintów . . . . . . . . 98

Paradur® X∙pert M . . . . . . . 10, 22-23 Paradur® X∙pert P . . . . . . . . 10, 20-21 Podstawowe typy Gwintowanie . . . . . . . . . . . . 74 -75

Nazewnictwo . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Obróbka na sucho Frezowanie gwintów . . . . . . 59, 63

Prototex® Eco HT . . . . . . . . . . 9, 14-15

Obróbka synchroniczna . . . . . . 68-69

Pokrycia . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52-55 Wygniatanie gwintów . . . . . . . . 55

Odkształcenia Gwintowanie . . . . . . . . . . . . 86, 91

Porównanie danych geometrii Gwintowanie . . . . . . . . . . . . 82-83

Odkształcanie osiowe Gwintowanie . . . . . . . . . . . . 87, 91

Prototex® HSC . . . . . . . . . . . . . 11, 26

Utwardzenie warstwy   powierzchniowej . . . . . . . . . . . . 72

Prototex® Synchrospeed . . . . 9, 16-17 Prototex® TiNi Plus . . . . . . 11, 24-25

Walter GPS . . . . . . . . . . .5, 102-103, 107-108, 111

Prototex® X∙pert M . . . . . . 10, 22-23

Wzory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

Prototex® X∙pert P . . . . . . . 10, 20-21

Zniekształcenia profilu . . . . . . . . 106

Porównanie metod . . . . . . . . . . 48-49 Powstawanie narostów . . . . . . . . . 93 Pozycje tolerancji . . . . . . . . . . . . . . 50 Przekroje poprzeczne warstwy skrawanej Gwintowanie . . . . . . . . . . . . . 77-78

2

3

Wprowadzenie

Technika, trendy i innowacje w dziedzinie gwintowania Istnieją różne sposoby wytwarzania gwintów. W poniższym podręczniku skoncentrujemy się na gwintowaniu, wygniataniu gwintów i frezowaniu gwintów przy użyciu narzędzi Walter Prototyp. Ponadto w ramach niniejszego podręcznika zostaną przedstawione ogólne informacje techniczne na temat tych metod. Podczas wytwarzania gwintów wewnętrznych najczęstszą stosowaną metodą jest wciąż gwintowanie. Podczas produkcji narzędzi niezwykle istotne jest bezpieczeństwo procesu, jakość oraz koszty produkcji w odniesieniu do jednostkowego gwintu.  

Podjęliśmy duży wysiłek w zakresie makroi mikrogeometrii, jak również w przypadku pokryć, aby zagwarantować wysokie bezpieczeństwo procesu również w niekorzystnych warunkach. Dzięki zastosowaniu naszych narzędzi o wysokiej wydajności z serii Eco oraz Synchrospeed możliwe jest drastyczne obniżenie kosztów produkcji jednostkowego gwintu. Jeszcze niższe koszty gwintów można uzyskać przy użyciu narzędzi pełnowęglikowych. Nasza linia HSC wyznacza w tym względzie nowe wzorce – również w przypadku gwintowania w stali. Narzędzia te to podstawowy wybór w przypadku produkcji wielkoseryjnej, np. w przypadku produkcji nakrętek lub też w przemyśle samochodowym.

Wygniatanie gwintów jako metoda wytwarzania gwintów wewnętrznych doznało w ciągu ostatnich 20 lat błyskawicznego rozwoju. O ile przedtem zastosowanie takich narzędzi wymagało przeważnie użycia oleju jako chłodziwa, dzisiaj, dzięki ukierunkowanemu rozwojowi geometrii krawędzi oraz pokryć możliwe jest wygniatanie gwintów w prawie wszystkich materiałach formowalnych (również w stali nierdzewnej) z zastosowaniem 5 % emulsji w każdym centrum obróbczym. Statyczna i dynamiczna wytrzymałość wygniatanych gwintów uległa przy tym jeszcze dalszej poprawie dzięki zastosowaniu emulsji. Węglik jako materiał skrawający stosowany był do wygniatania gwintów już od dawna. Najlepsze wartości można osiągnąć za pomocą naszej linii Protodyn® HSC.

Jeśli chodzi o bezpieczeństwo procesu i jakość gwintu, niedoścignioną metodą jest wciąż frezowanie gwintów. Oprócz klasycznej metody frezowania w ostatnim czasie znana stała się metoda frezowania tzw. „obwiedniowego frezowania gwintów”. Dzięki niej użytkownicy mogą po raz pierwszy wykonywać bardzo głębokie (np. 3 x DN), a ponadto bardzo małe (np. M1,6) gwinty wewnętrzne w trudnych o obróbki materiałach w sposób zapewniający całkowite bezpieczeństwo procesu. Na zakończenie jeszcze jedna porada: do wyboru optymalnej metody najlepiej użyć naszego nowego oprogramowania Walter GPS, następcy sprawdzonego programu CCS. Można w nim porównać ze sobą bezpośrednio wszystkie procesy produkcji i wtedy wybrać najbardziej opłacalną alternatywę.

Wygniatanie gwintów to często najbardziej ekonomiczna metoda wytwarzania gwintów wewnętrznych. Pod warunkiem, że metoda ta jest dla danego elementu dopuszczalna.

4

5

Wprowadzenie

Wydajne procesy z zastosowaniem Walter Prototyp W obecnej rzeczywistości praktycznie niemożliwe jest przerzucenie rosnących kosztów produkcji bezpośrednio za pomocą rosnących kosztów jednostkowych wprost na klienta. Dotyczy to w równym stopniu dóbr konsumpcyjnych co inwestycyjnych. Odnoszące sukces przedsiębiorstwa wypełniają tę lukę w dochodach za pomocą konsekwentnego wzrostu wydajności produkcji. Jako producent precyzyjnych narzędzi do obróbki skrawaniem możemy w tym zakresie wnieść swój duży wkład, co przedstawia poniższy rysunek. Wprawdzie koszty narzędzi wynoszą tylko 3 % łącznych kosztów obróbki. Jednakże czas obróbki na poziomie 30 % kosztów obróbki to już pozycja znacząca. Oznacza to, że za pomocą wydajnych narzędzi do obróbki skrawaniem produkcji Walter Prototyp można w znaczący sposób zredukować koszty obróbki. Wzrost parametrów skrawania przyczynia się do wyraźnej oszczędności kosztów. Ponieważ cena narzędzia ma więc prawie pomijalny wpływ na łączne koszty obróbki, narzędzia specjalistycznej marki Walter Prototyp nie są mierzone w odniesieniu do samej ceny narzędzia, lecz do ponadprzeciętnego wzrostu wydajności produkcji, a tym samym według potencjału oszczędności dla naszych klientów.

Z tego powodu w przypadku Walter Prototyp preferujemy w asortymencie naszych narzędzi obróbkę HSC (High Speed Cutting) z zastosowaniem narzędzi pełnowęglikowych. Dzięki temu na przykład podczas skrawania stali niskostopowych można osiągnąć prędkości skrawania na poziomie 50 m/min. W przypadku gwintowania jest to wynik godny uwagi! Szczególnie wymagającym klientom, którym zależy na maksymalnej wydajności produkcji, Walter Prototyp oferuje dodatkowo linię narzędzi HSC, stworzoną specjalnie do obróbki synchronicznej.

Nakłady na obróbkę w porównaniu 3 % Narzędzie

Czas obróbki: Oszczędność do 80 % dzięki zwiększonej prędkości skrawania (np. w przypadku   zastosowania narzędzi   pełnowęglikowych z linii HSC)

30 %

Smarowanie ilością minimalną (MQL) to kolejny czynnik, jeśli chodzi o redukcję kosztów skrawania, co przedstawia zamieszczony obok rysunek. Walter Prototyp oferuje swym klientom również specjalnie dostosowane pokrycia.

Przestój maszyn: oszczędność ok. 50 % dzięki zredukowanym zwijaczom wióra (np. w przypadku zastosowania Paradur® Eco Plus)

Podsumowując: Udział czystych kosztów narzędzi wynosi wprawdzie jedynie 3 % w rzeczywistych kosztach produkcji, jednakże narzędzie wpływa w znaczący sposób na pozostałe 97 % kosztów.

Chłodziwo: Oszczędność do 10 % dzięki obróbce MQL (np. w przypadku zastosowania Paradur® Eco CI). Dalsze zalety, jak np. wpływ na ochronę środowiska naturalnego,   nie są tu brane pod uwagę.

Spójrzmy, wraz z naszymi ekspertami, na potencjał oszczędności w zakresie produkcji dzięki zastosowaniu narzędzi Walter Prototyp.

Wymiana narzędzia: oszczędność ok. 50 % dzięki wydłużonej żywotności (np. w przypadku zastosowania Paradur® HT)

7 %

16 %

25 %

Inne: oszczędność ok. 25 % (m.in. uwarunkowana zmniejszonymi kosztami przechowywania i logistyki ze względu na szerszy zakres zastosowania serii Synchrospeed)

19 %

Nawet do

45 % łącznej

dotychczas z Walter Prototyp

oszczędności

6

7

Schemat programu

Schemat programu

Gwintowniki Walter Prototyp – nazewnictwo/grupowanie narzędzi

Gwintowniki do zastosowań uniwersalnych

Prototex®…

Paradur®…

Paradur®…

Gwintowniki z nakrojem

Gwintowniki   z prawoskrętnymi rowkami wiórowymi

Narzędzia z prostymi rowkami

Wygniatanie gwintów

Frezowanie gwintów**

Protodyn®…

Protodyn® S …

TM …

Wygniataki bez rowków smarujących

Wygniataki z rowkami smarującymi

TM = Thread Mill…

M

K

N

S

H

O

Stal

Stal nierdzewna

Żeliwo

Metale nieżelazne

Materiały ­trudnoskrawalne

Materiały twarde

Inne

Głębokość gwintu

Opis typu

Rodzaj obróbki

Gwintowanie*

Strona podręcznika

Grupa materiału

P

14 + 15

DL

3,5 x DN C C C C C C C C

Paradur® Eco Plus −−uniwersalne zastosowanie −−do obróbki na sucho i MQL −−następca sprawdzonego modelu   Paradur® Eco HT

14 + 15

GL

3 x DN

Prototex® Synchrospeed −−obróbka synchroniczna −−uniwersalne zastosowanie −−tolerancja chwytu h6

16 + 17

DL 3,0 x DN C C C C C C C C C C

C

Paradur® Synchrospeed −−obróbka synchroniczna −−uniwersalne zastosowanie −−tolerancja chwytu h6

16 + 17

GL 2,5 x DN C C C C C C

C

Prototex® Eco HT −−uniwersalne zastosowanie −−do obróbki na sucho i MQL

CC

CC

CC

C

C

C

C

C

C

C

* Wyjątki w zakresie gwintowania: −− Paradur® N o kształcie nakroju D oraz Paradur® Combi: spiralne narzędzia do wytwarzania gwintów przelotowych −− Paradur® HT, Paradur® GG i Paradur® Engine: rowkowane narzędzia do otworów nieprzelotowych (w materiałach o dobrych właściwościach łamania wiórów) −− gwintowniki NPT/NPTF: narzędzia prawoskrętne do otworów nieprzelotowych i przelotowych * Wyjątki w zakresie frezowania gwintów: −− TME (Thread Mill External): narzędzie do wytwarzania gwintów zewnętrznych 8

GL = obróbka otworów nieprzelotowych DL = obróbka otworów przelotowych

C C główne C

zastosowanie możliwe zastosowanie 9

Schemat programu

Gwintowniki do zastosowań specjalnych

Paradur® X·pert P −−do materiałów o małej i średniej wytrzymałości

Prototex® X·pert M −−do stali nierdzewnych  i o wyższej wytrzymałości

Paradur® X·pert M −−do stali nierdzewnych  i o wyższej wytrzymałości 10

20 + 21

20 + 21

DL

3 x DN

C

GL 3,5 x DN C C

22 + 23

DL

22 + 23

GL 2,5 x DN

3 x DN

C

C

CC

C

CC

C

Prototex® TiNi Plus −−do obróbki stopów Ti oraz Ni o wysokiej wytrzymałości i z tendencją do zakleszczania wiórów z zastosowaniem emulsji

24 + 25

DL

2 x DN

CC

Paradur® Ti Plus −−do obróbki stopów Ti o wysokiej wytrzymałości i z tendencją do zakleszczania wiórów z zastosowaniem emulsji

24 + 25

GL

2 x DN

CC

26

DL

2 x DN

CC

CC

27

GL

2 x DN

CC

CC

Opis typu

H

O

Inne

Inne

CC

C

S

Materiały twarde

Materiały twarde

CC

N

Materiały ­trudnoskrawalne

Materiały ­trudnoskrawalne

GL 3,5 x DN C C

CC

K

Metale nieżelazne

Metale nieżelazne CC

M

Żeliwo

Żeliwo CC

3 x DN

P

Stal nierdzewna

O

Stal

H

Strona podręcznika

S

Stal nierdzewna

Głębokość gwintu

N

Głębokość gwintu

Prototex® X·pert P −−do materiałów o małej i średniej wytrzymałości

19

K

Rodzaj obróbki

Paradur® HT −−do stali o średniej lub dużej wytrzymałości oraz do materiałów dających krótki wiór −−niezbędne chłodzenie wewnętrzne

GL + DL

Grupa materiału

M

Stal

Paradur® Eco CI 18 −−do materiałów dających krótki wiór −−do obróbki na sucho i MQL

Rodzaj obróbki

Opis typu

Strona podręcznika

Grupa materiału

P

C

C

Prototex® HSC −−do stali o wyższej i dużej ­wytrzymałości −−tolerancja chwytu h6 −−niezbędne chłodzenie wewnętrzne −−Pełnowęglikowe

Paradur® HSC −−do stali o wyższej i dużej ­wytrzymałości do 55 HRC −−tolerancja chwytu h6 −−niezbędne chłodzenie wewnętrzne −−Pełnowęglikowe

GL = obróbka otworów nieprzelotowych DL = obróbka otworów przelotowych

CC

C C główne C

zastosowanie możliwe zastosowanie 11

Schemat programu

Schemat programu

Wygniataki

Frezy do gwintów

Protodyn® S Eco Inox* −−specjalnie do obróbki stali nierdzewnych przy użyciu emulsji

31

GL + 3,5 x DN DL

Protodyn® S HSC* −−do wysokich prędkości skrawania −−tolerancja chwytu h6 −−Pełnowęglikowe

32

33

12

C

C

GL + 3,5 x DN C C DL

GL 3,5 x DN C C

* wersja z rowkami smarującymi oznaczona literą S

CC

CC

C

C

34 + 35

GL + DL

CC

CC CC

CC

CC

C

35

GL 1,5 x DN CC + 2 x DN DL

CC CC

CC

CC

C

GL + DL

2 x DN 3 x DN

CC

CC CC

CC

CC

C

37

GL + DL

2 x DN

CC

38 + 39

GL + DL

2 x DN

–

2 x DN

36

2 x DN

CC

Frez obwiedniowy do gwintów TMO + −−do drobnych i głębokich gwintów 37 uniwersalnego zastosowania

Frez obwiedniowy do gwintów TMO HRC −−do drobnych i głębokich gwintów w twardych materiałach do 65 HRC

CC

CC

CC

2 x DN

C

CC

C

C

Frez do gwintów TMD −−do obróbki aluminium i żeliwa szarego

C

O

Inne

Inne

GL + DL

C

H Materiały twarde

Materiały twarde

30

CC

S Materiały ­trudnoskrawalne

Materiały ­trudnoskrawalne

Protodyn® Eco LM −−do miękkich materiałów,   z tendencją do smarowania

CC

Frez do gwintów TMG −−bez pogłębiacza −−do zastosowań uniwersalnych

N Metale nieżelazne

Metale nieżelazne

29

C

CC

K

Żeliwo

Żeliwo

Protodyn® S Plus* −−do zastosowań uniwersalnych

GL + 3,5 x DN C C DL

CC

Frez do gwintów TMC −−z pogłębiaczem do zastosowań uniwersalnych

M Stal nierdzewna

Stal nierdzewna

28

Opis typu

P

Stal

O Głębokość gwintu

H

Rodzaj obróbki

S

Gwint zewnętrzny

N

Stal

Głębokość gwintu

K

GL + 3,5 x DN C C DL

Protodyn® S Synchrospeed* −−do zastosowań uniwersalnych −−obróbka synchroniczna −−tolerancja chwytu h6

Grupa materiału

M

Strona podręcznika

Protodyn® S Eco Plus* −−do zastosowań uniwersalnych −−wyższa wydajność w porównaniu z Protodyn® S Plus −−do obróbki na sucho i MQL

Rodzaj obróbki

Opis typu

Strona podręcznika

Grupa materiału

P

C

Frez do gwintów TME 20 −−do gwintów zewnętrznych GL = obróbka otworów nieprzelotowych DL = obróbka otworów przelotowych

CC CC

CC

CC CC

CC

CC

C

C C główne C

zastosowanie możliwe zastosowanie 13

Informacje na temat produktów – gwintowanie

Uniwersalne gwintowniki High Tech Narzędzie −−uniwersalny gwintownik wysokowydajny −−powłoka THL minimalizuje powstawanie narostów oraz zapewnia dłuższą żywotność

Nakrój   Forma B

Powłoka THL  (lub TiN)

Prototex® Eco HT: −−specjalny nakrój typu B zapewnia wysokie bezpieczeństwo procesu

HSS-E-PM

3,5 x DN P

M

K

N

S

CC

CC

CC

CC

C

H

O C

Warianty: bez IK, z KR*

Prototex® Eco HT

Typ: E2021342

Paradur® Eco Plus: −−zmniejsza tendencje do wyłamań dzięki stożkowej części prowadzącej −−dzięki kształtowi nakroju E możliwe jest wykonywanie gwintów sięgających prawie dna otworu

Zastosowanie −−zastosowanie do materiałów dających długi i krótki wiór o wytrzymałości od ok. 200 N/mm² do ok. 1300 N/mm² −−nadaje się do obróbki synchronicznej oraz do stosowania w uchwytach kompensacyjnych Zalety −−redukcja ilości różnych narzędzi dzięki szerokiemu obszarowi zastosowania −−wyższa wydajność produkcji dzięki zwiększonym prędkościom skrawania oraz wydłużonej żywotności −−specjalna geometria dla zapewnienia bezpieczeństwa procesów również w miękkich materiałach −−możliwa obróbka MQL

Kąt pochylenia linii śrubowej 45° z   nakrojem typu C lub E

HSS-E-PM

3 x DN

Powłoka THL  (lub TiN)

P

M

K

N

S

CC

CC

CC

C

C

H

O C

Warianty: bez IK, z KA, z KR*

Paradur® Eco Plus

Typ: EP2051312

* IK = chłodzenie wewnętrzne KA = chłodzenie wewnętrzne z osiowym wylotem chłodziwa KR = chłodzenie wewnętrzne z promieniowym wylotem chłodziwa 14

15

Informacje na temat produktów – gwintowanie

Odporne na zużycie, o uniwersalnym zastosowaniu HSS-E   o podwyższonej   twardości

Narzędzie −−większe zeszlifowanie powierzchni przyłożenia i krótka część gwintowana, zapewniające wyższe prędkości skrawania −−tolerancja chwytu h6 (zastosowanie np. w oprawkach zaciskowych) −−średnica chwytu dostosowana do standardowych oprawek zaciskowych 

Powłoka TiN  (lub THL)

Powierzchnia   mocująca Weldon

3,5 x DN

Nakrój o formie B

P

M

K

N

S

CC

CC

CC

CC

CC

Prototex® Synchrospeed 

Kąt pochylenia   linii ­śrubowej 40° z nakrojem typu C

H

O C

Typ: S2021305

Cechy szczególne Paradur® Synchrospeed: −−Wariant z powłoką TiN/vap: waporyzowane rowki wiórowe zapewniają perfekcyjne tworzenie i odprowadzanie wiórów; powłoka TiN zapewnia większą odporność na zużycie −−chłodzenie wewnętrzne z wylotem osiowym w ofercie standardowej

Praktyczna wskazówka: Zalecane jest zasadniczo zastosowanie oprawek z kompensacją minimalną (np. Protoflex C) w przypadku obróbki synchronicznej (zaleta: wydłużona żywotność i większe bezpieczeństwo procesu).

HSS-E   o podwyższonej   twardości

Zastosowanie −−zastosowanie w obrabiarkach z wrzecionem synchronicznym (nie nadaje się do uchwytów kompensacyjnych i aparatów do gwintowania) −−uniwersalne zastosowanie do wszystkich materiałów dających długi i krótki wiór Prototex® Synchrospeed: −−zastosowanie do ok. 1400 N/mm² Paradur® Synchrospeed: −−zastosowanie do ok. 1300 N/mm² Zalety −−wyższa wydajność produkcji dzięki zwiększonym prędkościom skrawania oraz długiej żywotności −−zredukowane koszty narzędzi dzięki uniwersalnemu zastosowaniu do materiałów dających krótki i długi wiór −−doskonała powierzchnia gwintu dzięki ostrym krawędziom skrawającym −−wykluczone odkształcenia ze względu na obróbkę synchroniczną

Powierzchnia   mocująca Weldon

2,5 x DN Powłoka   TiN/vap   (lub THL)

P

M

K

N

S

CC

CC

CC

C

C

H

O C

Warianty: bez IK, z KA*

Paradur® Synchrospeed

Typ: S2051305

* IK = chłodzenie wewnętrzne KA = chłodzenie wewnętrzne z osiowym wylotem chłodziwa KR = chłodzenie wewnętrzne z promieniowym wylotem chłodziwa 16

17

Informacje na temat produktów – gwintowanie

Informacje na temat produktów – gwintowanie

Najwyższa prędkość w przypadku materiałów dających krótki wiór

Krótki czas cyklu, optymalne łamanie wióra Forma nakroju C

Powłoka TiCN  (lub nid) Forma   nakroju C lub E HSS-E-PM

HSS-E

3 x DN Większe zeszlifowanie powierzchni przyłożenia i mały kąt natarcia

Paradur® Eco CI Narzędzie −−innowacyjna obróbka powierzchni Xtra·zapewnia najlepszą odporność na ścieranie podczas obróbki materiałów ścieralnych, dających krótki wiór −−większa liczba rowków wiórowych redukuje obciążenie ostrza, wpływając na tworzenie krótkich wiórów −−tolerancja 6HX zapewnia maksymalną żywotność −−wersje z osiowym lub promieniowym wylotem chłodziwa zapewniają optymalne odprowadzanie wiórów w przypadku nieprzelotowych i przelotowych otworów pod gwint Zastosowanie −−gwintowanie otworów nieprzelotowych i przelotowych w materiałach dających krótki wiór −−ISO K: przeważnie do materiałów GJL (GG); w materiałach GJS (GGG) do maks. głębokości gwintu 2 x DN; żeliwo wermikularne (np. GJV450) −−ISO N: stopy Mg oraz ścieralne stopy AlSi o zawartości Si >12 % 18

P

M

K

N

CC

CC

3,5 x DN

S

H

Powłoka TiN

O CC

Osiowe chłodzenie wewnętrzne

Warianty: bez IK, z KA, z KR*

P

M

CC

K

N

CC

C

S

H

O C

KA obowiązkowe*

Typ: E2031416 Zalety −−niższe koszty produkcji w odniesieniu do jednostkowego gwintu ze względu na wyższe prędkości skrawania i dłuższy okres żywotności −−równomierna odporność na ścieranie i w związku z tym całkowite bezpieczeństwo procesu −−zmniejszone koszty narzędzi ze względu na zastosowanie do otworów przelotowych i nieprzelotowych −−możliwa obróbka MQL

Paradur® HT

Typ: 2031115

Narzędzie −−geometria krawędzi skrawającej wytwarza krótkie wióry nawet w materiałach dających długi wiór −−osiowe chłodzenie wewnętrzne oraz proste rowki umożliwiają optymalny transport krótkich wiórów −−większe zeszlifowanie powierzchni przyłożenia zapewnia wyższe prędkości skrawania −−wersje długie z przedłużonymi rowkami wiórowymi w ofercie standardowej

Zalety −−wyższa prędkość skrawania i dłuższa żywotność krawędzi w porównaniu do konwencjonalnych gwintowników do otworów nieprzelotowych −−bez skłębiania się wiórów, co oznacza krótsze przestoje maszyn −−najwyższe bezpieczeństwo procesu, także w przypadku głębokich gwintów −−oferta standardowa o dużych wymiarach

Zastosowanie −−gwintowanie otworów nieprzelotowych w materiałach dających długi i krótki wiór −−ISO P: stale o wytrzymałości na rozciąganie 600 – 1400 N/mm², −−ISO K: żeliwo szare (GGG) −−ISO N: stopy AlSi o zawartości Si > 12 %, stopy Cu i Mg

−−typowe obszary zastosowania: • przemysł samochodowy (wałki rozrządu, wałki korbowe, korbowody) • duże wymiary gwintów (ogólna budowa maszyn, wały napędowe, obudowy itp.)

* IK = chłodzenie wewnętrzne KA = chłodzenie wewnętrzne z osiowym wylotem chłodziwa KR = chłodzenie wewnętrzne z promieniowym wylotem chłodziwa 19

Informacje na temat produktów – gwintowanie

Obszerna oferta, wysoka efektywność Powłoka TiN  (lub bez powłoki, TiCN)

Narzędzie −−mniejszy kąt przyłożenia, ogranicza odkształcenia w miękkich materiałach Prototex® X∙pert P −−warianty ze zredukowaną liczbą rowków wiórowych w ofercie standardowej HSS-E

3 x DN P Nakrój o formie B

M

K

CC

N

S

H

C

Prototex® X∙pert P 

O C

Typ: P2031005

Powłoka TiN  (lub bez powłoki)

Paradur® X∙pert P −−długie rowki wiórowe do głębokich gwintów −−stożkowa część prowadząca zapobiega wykruszeniom

Zastosowanie Prototex® X∙pert P −−ISO P: • warianty z 3 rowkami: wytrzymałość na rozciąganie < 1000 N/mm² • warianty z 2 rowkami: wytrzymałość na rozciąganie < 700 N/mm² (dostępne do wymiarów M6) −−ISO N: stopy AlSi z 0,5 % do 12 % zawartości Si −−wersja ze zredukowaną liczbą rowków wiórowych nadaje się doskonale, ze względu na lepsze tworzenie wiórów, do miękkich materiałów dających długi wiór (optymalnie do obróbki miękkich stali konstrukcyjnych, jak np. St37)  Paradur® X∙pert P −−ISO P: stal < 1000 N/mm², preferowany do materiałów dających długi wiór −−ISO N: stopy AlSi z 0,5 % do 12 % zawartości Si

Zalety −−opłacalność ekonomiczna w przypadku małych i średnich wielkości partii −−wysoka elastyczność i krótkie czasy dostaw ze względu na obszerną ofertę standardową (różnorodne profile gwintów, wymiary i tolerancje dostępne w magazynie) −−duży kąt natarcia zapewnia bardzo dobrą jakość powierzchni gwintu

HSS-E

3,5 x DN Kąt pochylenia linii śrubowej 45° z nakrojem typu C

Paradur® X∙pert P 

20

P CC

M

K

N C

S

H

O C

Typ: P2051905

21

Informacje na temat produktów – gwintowanie

Bezpieczeństwo procesu podczas gwintowania w stali nierdzewnej Narzędzie −−znajdujący się wyżej rdzeń gwarantuje precyzyjny gwint i zapewnia niezawodne usuwanie zadziorów w gwincie – co jest ważne przede wszystkim podczas obróbki materiałów nierdzewnych −−większy kąt przyłożenia umożliwia obróbkę materiałów z tendencją do zakleszczania wiórów

Powłoka TiCN   (lub TiN, vap)

HSS-E

Cechy szczególne Paradur® X∙pert M: −−stożkowa część prowadząca zapobiega wykruszeniom

3 x DN

Nakrój o formie B

P

M

C

CC

K

N

Prototex® X∙pert M 

S

H

O

Typ: M2021306

Zastosowanie −−ISO M: stale nierdzewne od 350 do 1200 N/mm² −−ISO P: nadaje się bardzo dobrze do stali od 700 do 1200 N/mm² Zalety −−wysokie bezpieczeństwo procesu w przypadku materiałów dających długi wiór i mających tendencję do zakleszczania wiórów −−opłacalność ekonomiczna w przypadku małych i średnich wielkości partii −−wysoka elastyczność i krótkie czasy dostaw ze względu na obszerną ofertę standardową (różnorodne profile gwintów, wymiary i tolerancje dostępne w magazynie) −−mniejsza różnorodność narzędzi ze względu na możliwość zastosowania do materiałów grupy ISO M oraz ISO P

Powłoka TiCN   (lub TiN, vap)

HSS-E

2,5 x DN Kąt pochylenia linii śrubowej 40° z nakrojem typu C

Paradur® X∙pert M 

22

P

M

C

CC

K

N

S

H

O

Typ: M2051306

23

Informacje na temat produktów – gwintowanie

Mocne, do tytanu o dużej wytrzymałości Narzędzie −−geometria zaprojektowana specjalnie do obróbki materiałów ISO S przy użyciu emulsji −−bardzo duży kąt przyłożenia w celu zredukowania tarcia w materiałach z tendencją do zakleszczania wiórów −−dzięki małemu katowi natarcia dostosowane do skrawania materiałów twardych −−odporny na ścieranie, powłoka ACN bez zawartości tytany redukuje powstawanie narostów

Powłoka ACN

HSS-E-PM

2 x DN

Duża średnica rdzenia

P

M

K

N

S

H

O

CC

Nakrój o formie B

Prototex® TiNi Plus 

Typ: 2021763

Zastosowanie −−zastosowanie w przemyśle lotniczym i astronautycznym, jak również w technice medycznej −−specjalnie do stopów tytanu o dużej wytrzymałości i mających tendencję do zakleszczania wiórów od 700 do   1400 N/mm² Prototex® TiNi Plus −−możliwość stosowania również do stopów niklu Zalety −−często zamiast oleju można używać emulsji podczas obróbki −−wysokie bezpieczeństwo procesu dzięki stabilnemu narzędziu −−długi okres żywotności dzięki innowacyjnej powłoce i stabilnym krawędziom skrawającym −−doskonała jakość

Powłoka ACN

HSS-E-PM

2 x DN

Duża średnica rdzenia Kąt pochylenia linii śrubowej 15°  z nakrojem typu C

Paradur® Ti Plus 

24

P

M

K

N

S

H

O

CC

Typ: 2041663

25

Informacje na temat produktów – gwintowanie

Dłuższy okres żywotności, najwyższa prędkość Rowki smarujące   w trzpieniu

Kąt pochylenia linii śrubowej 15° ze specjalną geometrią nakroju typu C Powłoka TiCN

Zoptymalizowane   ścięcie w nakroju   o formie B Specjalny   węglik drobnoziarnisty

Specjalny   węglik drobnoziarnisty

2 x DN

Powłoka TiCN

P CC

M

K

N

S

2 x DN H

O

CC

chłodzenie wewnętrzne nad rowkami na trzpieniu*

Prototex HSC ®

Narzędzie −−specjalny węglik spiekany o dużej odporności na ścieranie i równocześnie dużej ciągliwości −−dłuższa żywotność dzięki większej liczbie rowków wiórowych −−tolerancja chwytu h6 (zastosowanie np. w oprawkach zaciskowych) Zastosowanie −−ISO P: stal o wytrzymałości od ok. 700 do 1400 N/mm² −−ISO K: przeważnie materiały GJS (GGG) −−produkcja wielkoseryjna ukierunkowana na minimalne koszty jednostkowe gwintu −−produkcja masowa, w przypadku której istotne jest zwiększenie wydajności

Typ: 8021006 Zalety −−minimalne koszty produkcji i najwyższa wydajność produkcji dzięki nawet 3-krotnie wyższej prędkości skrawania w stosunku do gwintowników HSS-E −−optymalne wykorzystanie maszyny ze względu na wydłużony okres trwałości

Warunki: −−chłodzenie wewnętrzne −−stabilne warunki zastosowania −−nowoczesne centra obróbcze lub nowoczesne linie transferowe −−do narzędzi z węglika spiekanego zalecana jest zasadniczo obróbka synchroniczna oraz zastosowanie oprawek z minimalną kompensacją (np. Protoflex C) (co wydłuża żywotność i zwiększa bezpieczeństwo procesu)

P Osiowe chłodzenie wewnętrzne

M

CC

Paradur HSC

Zastosowanie −−ISO P/H: stale od ok. 700 N/mm² do 55 HRC −−ISO K: żeliwa, jak np.: GGG40, GJV450, ADI800 −−produkcja wielkoseryjna z ukierunkowaniem na minimalne koszty wytworzenia gwintu −−produkcja masowa, w przypadku której istotne jest zwiększenie wydajności

N

S

H

O

CC

KA obowiązkowe*

Typ: 8041056

®

Narzędzie −−specjalna geometria nakroju oraz redukcja kąta pochylenia linii śrubowej dla zapewnienia krótkich wiórów nawet w materiałach dających długi wiór −−tolerancja chwytu h6 (zastosowanie np. w oprawkach zaciskowych)

K CC

Zalety −−minimalne koszty produkcji i najwyższa wydajność produkcji dzięki nawet 3-krotnie wyższej prędkości skrawania w stosunku do gwintowników HSS-E −−rzadsza wymiana narzędzia i optymalne wykorzystanie maszyny ze względu na wydłużony okres trwałości −−wysokie bezpieczeństwo procesu dzięki perfekcyjnym właściwościom łamania wióra Warunki: patrz Prototex® HSC, str. 26

* IK = chłodzenie wewnętrzne KA = chłodzenie wewnętrzne z osiowym wylotem chłodziwa KR = chłodzenie wewnętrzne z promieniowym wylotem chłodziwa 26

27

Informacje na temat produktów – wygniatanie gwintów

Informacje na temat produktów – wygniatanie gwintów

Wygniatak High-Tech

Niższe koszty narzędzi, dobra wydajność

Powłoka TiN   (lub TiCN)

Forma   nakroju C lub E

Innowacyjna geometria nakroju o formie C

Zoptymalizowany  kształt   wieloboczny

Powłoka TiN

Zoptymalizowany  kształt   wieloboczny

HSS-E

HSS-E

Powierzchnia   oksydowana

Protodyn S Eco Plus ®

Protodyn Eco Plus ®

P

M

CC

CC

K

N

S

CC

C

Warianty: bez IK, z KR* CC

C

CC

Warianty: bez IK, z KA*

Protodyn® S Eco Plus  Narzędzie −−nowy rodzaj powłoki TiN oraz dodatkowe oksydowanie dla zapewnienia najdłuższej żywotności bez narostów −−innowacyjna geometria nakroju zapewnia lepsze właściwości i odporności na ścieranie −−specjalna obróbka powierzchni oraz zoptymalizowany kształt wieloboczny zapewniają wydłużenie okresu trwałości w następstwie zmniejszenia tarcia (ważne dla MQL) −−wersje z promieniowym chłodzeniem wewnętrznym do gwintów o dużych głębokościach w ofercie standardowej

C

H

O 3,5 x DN

P Protodyn® S Plus C C Protodyn® Plus C C

3 x DN Typ: EP2061745

Zalety −−rzadsza wymiana narzędzia, optymalne wykorzystanie maszyny oraz wzrost wydajności produkcji dzięki większej prędkości skrawania i wysokiej trwałości −−zredukowane zużycie chłodziwa ze względu na możliwość stosowania mgły olejowej lub obróbki MQL −−wyższa wydajność w porównaniu z Protodyn® S Plus

N

S

CC

M

K

CC

C

3,5 x DN

C

CC

C

3 x DN

Protodyn® S Plus Narzędzie −−innowacyjna geometria nakroju dla zapewnienia lepszego wejścia oraz równomiernej odporności na ścieranie −−zoptymalizowany kształt wieloboczny redukuje tarcie i zwiększa trwałość Zastosowanie −−uniwersalne zastosowanie we wszystkich materiałach formowalnych do ok. 1200 N/mm²

H

O

Typ: DP2061705 Zalety −−niższa cena zakupu (i niższa wydajność) w porównaniu z Protodyn® S Eco Plus −−redukcja różnorodności narzędzi ze względu na możliwość uniwersalnego stosowania w szerokim spektrum materiałów

Zastosowanie −−uniwersalny wysokowydajny wygniatak do zastosowań we wszystkich materiałach formowalnych do ok. 1200 N/mm² −−wariant z powłoką TiCN specjalnie do obróbki stali węglowej oraz ścieralnych stopów aluminium

* IK = chłodzenie wewnętrzne KA = chłodzenie wewnętrzne z osiowym wylotem chłodziwa KR = chłodzenie wewnętrzne z promieniowym wylotem chłodziwa 28

29

Informacje na temat produktów – wygniatanie gwintów

Informacje na temat produktów – wygniatanie gwintów

Mocne rozwiązanie do miękkich materiałów

Specjalista od obróbki materiałów nierdzewnych

Specjalna   geometria   wieloboczna Powłoka CrN

HSS-E

HSS-E

2 x DN P Forma nakroju C

Protodyn® Eco LM  Narzędzie −−Powłoka CrN bez zawartości tytanu Uwaga: Do gwintu > 2 x DN zaleca się wycięcie rowków smarujących w części gwintowanej, co można wykonać dzięki niezbyt czasochłonnej modyfikacji. Zastosowanie −−do materiałów dających długi wiór, miękkich i z tendencją do smarowania −−o wytrzymałości od ok. 200 do 700 N/mm² −−ISO N: stopy AlSi do 12 % zawartości Si oraz dające długi wiór stopy miedzi −−ISO S: stopy Ti do ok. 1100 N/mm² (w przypadku zastosowania oleju heavy duty) −−mocne w przypadku umiarkowanie dobrych warunków smarowania, w przypadku których TiN lub TiCN wykazują tendencję do tworzenia narostów −−nadaje się do obróbki MQL

30

C

M

K

3,5 x DN

Powłoka TiN

N

S

CC

CC

H

O

Typ: E2061604 Zalety −−wyższe bezpieczeństwo procesu i wydłużony okres żywotności dzięki zminimalizowanej skłonności do narostów −−możliwa obróbki stopów do obróbki plastycznej i odlewniczych przy użyciu emulsji zamiast oleju

Forma nakroju C

Protodyn® S Eco Inox  Narzędzie −−specjalna geometria wieloboczna umożliwia obróbkę stali nierdzewnych przy użyciu emulsji Zastosowanie −−obróbka stali nierdzewnych przy użyciu emulsji

P

M

C

CC

K

N

S

C

C

H

O

Typ: E2061305 Zalety −−redukcja czasu obróbki w przypadku materiałów nierdzewnych, ponieważ nie jest konieczna ingerencja ręczna w proces obróbki

Uwaga: Przy użyciu zwykłych wygniataków stale nierdzewne można obrabiać wyłącznie z zastosowaniem oleju. BAZ są jednakże stosowane z reguły z emulsją. W celu wykonania operacji wygniatania gwintu konieczne było zatrzymanie maszyn, aby napełnić gwint ręcznie olejem. Oprócz wydłużonego czasu obróbki powstaje jeszcze niebezpieczeństwo wytrącenia się emulsji ze względu na dodany olej. −−możliwe zastosowanie w wszystkich materiałach formowalnych, wydajność jest jednakże niższa w porównaniu do uniwersalnych wygniataków do gwintów

31

Informacje na temat produktów – wygniatanie gwintów

Informacje na temat produktów – wygniatanie gwintów

Synchroniczna siła, uniwersalne zastosowanie

Dłuższy okres żywotności, najwyższa prędkość Innowacyjna geometria nakroju o formie C lub E

Powłoka TiN   (lub TiCN)

Powłoka TiCN

Zoptymalizowany  kształt   wieloboczny

Odporny na ścieranie   i wytrzymały węglik spiekany o bardzo drobnym ziarnie

Powierzchnia   mocująca Weldon HSS-E

3,5 x DN Protodyn S HSC ®

Forma nakroju C

P

M

CC

CC

K

N

S

CC

C

H

O

Protodyn® HSC

Warianty: bez IK, z KR*

Protodyn® S Synchrospeed  Narzędzie −−krótka część gwintowana zapewnia mniejsze tarcie i wysokie prędkości skrawania −−warianty z promieniowym chłodzeniem wewnętrznym do gwintów o dużych głębokościach w ofercie standardowej −−tolerancja chwytu h6 (zastosowanie np. w oprawkach zaciskowych) Zastosowanie −−zastosowanie w obrabiarkach z wrzecionem synchronicznym; nie nadaje się do uchwytów kompensacyjnych i aparatów do gwintowania −−uniwersalne zastosowanie w prawie wszystkich materiałach formowalnych do ok. 1200 N/mm² −−nadaje się do obróbki MQL −−zalecane jest zasadniczo zastosowanie oprawek z minimalną kompensacją (np. Protoflex C) (zaleta: wydłużona żywotność i większe bezpieczeństwo procesu)

Typ: S2061305 Zalety −−wysoka wydajność produkcji dzięki dużym prędkościom skrawania −−zredukowane koszty magazynowania narzędzi dzięki uniwersalnemu zastosowaniu −−możliwe stosowanie prostych, trwałych oprawek bez mechanizmu kompensacji

P

M

CC

C

K

N

S

CC

C

4 x DN

CC

C

3 x DN

Warianty: z KA* CC

C

Warianty: bez IK*

Protodyn® S HSC Narzędzie −−Zoptymalizowany kształt wieloboczny redukuje tarcie i zwiększa trwałość −−Nowy rodzaj geometrii nakroju zapewnia równomierne zużycie −−tolerancja chwytu h6 (zastosowanie np. w oprawkach zaciskowych) Protodyn® S HSC: −−rowki smarujące i osiowe doprowadzanie chłodziwa do głębokich otworów nieprzelotowych pod gwint do 4 x DN

H

O

Typ: HP8061716 Zalety −−najwyższa wydajność produkcji dzięki większej prędkości skrawania −−rzadsza wymiana narzędzia ze względu na bardzo długi okres trwałości −−atrakcyjny stosunek ceny do wydajności w produkcji wielkoseryjnej −−najlepsze możliwe wykorzystanie głębokości wiercenia dzięki narzędziu bez wierzchołka

Zastosowanie −−ISO P: stal o wytrzymałości na rozciąganie do 1200 N/mm² −−ISO M: materiały nierdzewne o wytrzymałości na rozciąganie 1000 N/mm² (preferowane zastosowanie oleju) −−ISO N: stopy AlSi o zawartości do 12 % Si oraz stopy Ni o wytrzymałości na rozciąganie poniżej 900 N/mm²

* IK = chłodzenie wewnętrzne KA = chłodzenie wewnętrzne z osiowym wylotem chłodziwa KR = chłodzenie wewnętrzne z promieniowym wylotem chłodziwa 32

33

Informacje na temat produktów – frezowanie gwintów

Uniwersalne z pogłębiaczem

Pogłębiacz 90°

Powłoka TiCN   lub bez powłoki

Odporny na ścieranie   i wytrzymały węglik spiekany o bardzo drobnym ziarnie

2 x DN P

M

K

N

S

CC

CC

CC

CC

CC

H

O C

Warianty: bez IK, z KA (od wielkości M4)*

Frez VHM do gwintów TMC – Thread Mill Countersink Narzędzie −−pełnowęglikowy frez do gwintów z pogłębiaczem −−dokładność ruchu obrotowego 12 % Si

310 450 250 340 310 380 1010

CC

CC

CC

C

CC

CC

CC

C

C

C

C

C

CC

CC

C

CC

CC

Grupa materiałów

Wytrzymałość na rozciąganie Rm N/mm2

30 Twardość wg Brinell'a HB

Informacje o produktach: Strona

3,5 x DN ®

Podział materiałów na główne grupy

Materiał przedmiotu obrabianego

Stal niestopowa i niskostopowa

P

N

S

Miedź i stopy miedzi (brąz/mosiądz)

niestopowe, miedź elektrolityczna mosiądz, brąz, mosiądz czerwony stopy miedzi, dające krótkie wióry o dużej wytrzymałości, Ampco

90 130 70 100 90 110 300

Stopy żaroodporne

na bazie Fe na bazie Ni lub Co na bazie Ni lub Co

280 250 350

940 840 1080

Stopy tytanu

czysty tytan stopy α i β, utwardzone dyspersyjnie Stopy β

200 375 410 300 300

670 1260 1400 1010 1010

Stopy magnezu

Stopy wolframu Stopy molibdenu

44

CC CC CC

45

Wybór narzędzi – frezowanie gwintów

Frezy do gwintów 1,5 x DN 2,0 x DN

Głębokość gwintu Typ

C C główne

zastosowanie możliwe zastosowanie

TMG

TMC

TMO HRC

TMD

TMO

35

34

37

38

36

Wytrzymałość na rozciąganie Rm N/mm2

Informacje o produktach: Strona

Twardość wg Brinell'a HB

Grupa materiałów

C

2,0 x DN 3,0 x DN

2,0 x DN

wyżarzona Stal automatowa ulepszona cieplnie ulepszona cieplnie ulepszona cieplnie

210 220 300 380 430

700 750 1010 1280 1480

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

Stal wysokostopowa i wysokostop. stal narzędziowa

wyżarzona hartowana i odpuszczona hartowana i odpuszczona

200 300 400

670 1010 1360

CC

CC

CC

CC

CC

CC

Stal nierdzewna

ferrytyczna / martenzytyczna, wyżarzona martenzytyczna, ulepszona cieplnie

200 330

670 1110

CC

CC

CC

CC

M

Stal nierdzewna

austenityczna, Duplex austenityczna, utwardzona dyspersyjnie (PH)

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

K

ferrytyczne, perlityczne

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

Stopy aluminium do obróbki ­plastycznej

nieutwardzalne dyspersyjnie utwardzalne, utwardzone dyspersyjnie

780 1010 – – – – 340

CC

Żeliwo szare Żeliwo sferoidalne GGV (CGI)

230 300 245 365 200 30 100

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

Stopy odlewnicze aluminium

≤ 12 % Si > 12 % Si

310 450 250 340 310 380 1010

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

niestopowe, miedź elektrolityczna mosiądz, brąz, mosiądz czerwony stopy miedzi, dające krótkie wióry o dużej wytrzymałości, Ampco

90 130 70 100 90 110 300

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

na bazie Fe na bazie Ni lub Co na bazie Ni lub Co

280 250 350

940 840 1080

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

200 375 410 300 300 50 HRC 55 HRC 60 HRC

670 1260 1400 1010 1010 -

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

C

CC

CC

CC

C

CC

Podział materiałów na główne grupy

Materiał przedmiotu obrabianego

Stal niestopowa i niskostopowa

P

N

Stopy magnezu Miedź i stopy miedzi (brąz/mosiądz)

Stopy żaroodporne

S

Stopy tytanu Stopy wolframu Stopy molibdenu

H

46

Stal hartowana

czysty tytan stopy α i β, utwardzone dyspersyjnie Stopy β

CC CC

CC CC CC

CC

CC CC

C

CC CC CC

CC

CC CC CC

47

Informacje techniczne – ogólne

Porównanie metod wytwarzania gwintów

Wady

−− brak specjalnych wymagań ­dotyczących maszyny

−− możliwa obróbka prawie wszystkich materiałów skrawalnych

−− odprowadzanie wiórów stanowi bardzo często wyzwanie i wymaga różnorodnych narzędzi oraz specjalnych modyfikacji (przede wszystkim w przypadku głębokich, nieprzelotowych otworów pod gwint w materiałach dających długi wiór) −− rowki wiórowe zmniejszają stabilność narzędzia; wzrasta niebezpieczeństwo złamania

−− niebezpieczeństwo odrzutów w przypadku złamania narzędzia −− proces może być wrażliwy na uwarunkowane przez dostarczane partie zmiany właściwości materiałowych detalu obrabianego −− zwiększone niebezpieczeństwo przestoju maszyn ze względu na zwijające się wióry

−− wysokie bezpieczeństwo procesu • proces bezwiórowy, bez problemów z odprowadzaniem wiórów: można w bezpieczny sposób wytwarzać również głębokie gwinty • małe niebezpieczeństwo złamania ze względu na stabilne narzędzia

−− dłuższy okres żywotności w porównaniu z gwintowaniem −− narzędzia mogą być stosowane w sposób bardzo uniwersalny −− wykonywanie gwintów w otworach nieprzelotowych i przelotowych przy użyciu jednego narzędzia

−− niebezpieczeństwo odrzutów w przypadku złamania narzędzia −− obszar zastosowania ograniczony przez wydłużenie przy zerwaniu, wytrzymałość na rozciąganie oraz skok gwintu

−− węższy zakres tolerancji otworu pod gwint zwiększa koszty produkcji; niezbędne porównanie opłacalności ekonomicznej z gwintowaniem −− metoda niedozwolone w przemyśle spożywczym, w technice medycznej i w przemyśle lotniczym

−− wysokie bezpieczeństwo procesu • bez niebezpieczeństwa zwijania się wiórów • brak odrzutów w przypadku złamania narzędzia • niski moment obrotowy również w przypadku dużych wymiarów • skośne wejścia i wyjścia nie stanowią problemu • możliwa obróbka elementów cienkościennych dzięki niewielkim naciskom skrawania

−− wysokie koszty narzędzi w porównaniu gwintowników HSS-E u wygniataków −− absolutną konieczność stanowi maszyna 3D CNC −− pracochłonne programowanie

−− w produkcji masowej frezowanie gwintów często nie jest w stanie sprostać gwintowaniu i wygniataniu pod względem opłacalności ekonomicznej

Trwałość

Koszty narzędzi

Głębokość gwintu

−− małe obciążenie wrzeciona dzięki równomiernemu przebiegowi ruchu −− bardzo dobra powierzchnia gwintu

Uniwersalność/  elastyczność

−− wysoka elastyczność • uniwersalne zastosowanie narzędzi do różnych materiałów • jedno narzędzie do otworów przelotowych i nieprzelotowych • przy użyciu tylko jednego narzędzia można wytwarzać różne wielkości gwintów (o tym samym skoku) • przy użyciu tylko jednego narzędzia można wytwarzać dowolne tolerancje • wytwarzanie gwintów jedno- i wielozwojowych, jak też prawych i lewych przy użyciu jednego narzędzia

Prędkość   obróbki

−− wysoka jakość gwintu • wyższa wytrzymałość statyczna i dynamiczna gwintu ze względu na utwardzanie na zimno • bardzo dobra powierzchnia gwintu o niskiej chropowatości

Bezpieczeństwo procesu

Frezowanie gwintów

Wygniatanie gwintów

Gwintowanie

Zalety

Typowe wielkości partii

Gwintowanie

–

+

–

–

–

+

małe aż po bardzo duże

Wygniatanie gwintów

+

+

+

++

+

++

małe aż po bardzo duże

++

–

++

+

+

–

Frezowanie gwintu

48

– odniesienie + wyżej niż odniesienie ++ znacznie wyżej niż odniesienie

małe do średnich

49

Informacje techniczne – ogólne

Pozycje tolerancji gwintowników i wygniataków do gwintów Pozycja tolerancji wytwarzanego gwintu wewnętrznego zależy nie tylko od wymiarów narzędzia, ale również od materiału oraz warunków obróbki. W niektórych przypadkach opłaca się wybrać wymiary odbiegające od normy. Taka tolerancja jest oznaczana za pomocą litery X za oznaczeniem klasy tolerancji (np. 6HX zamiast 6H). Należy pamiętać o tym, że pozycje X są w przypadku różnych producentów różne, ponieważ opierają się one wyłącznie na normach zakładowych. Gwintowniki, które zostały zaprojektowane z myślą o materiałach ciągliwych, są w przypadku narzędzi Walter Prototyp wytwarzane w pozycji X, aby zapobiec sprężynującym właściwościom materiałów. W przypadku Walter Prototyp oznacza to dla gwintowników podniesienie wymiaru o połowę pozycji tolerancji. Zaprojektowana z przeznaczeniem do stali nierdzewnych seria wyrobów X pert M jest w związku z tym wykonana w pozycji X. Gwintowniki do stopów tytanu i niklu o dużej wytrzymałości są z tego samego powodu również wymiarowane w pozycji X.

W przypadku obróbki materiałów ścieralnych, w rodzaju żeliwa szarego, gdy odkształcenie nie stanowi problemu, można również wytwarzać narzędzia w pozycji X. Ze względu na tolerancję w pozycji X wydłuża się żywotność, ponieważ upływa dłuższy czas, zanim niemożliwe będzie wkręcenie sprawdzianu do gwintów. Z tego powodu np. gwintowniki Paradur® Eco CI wytwarzane są również w tej pozycji tolerancji. Wygniataki do gwintów wytwarzane są wyłącznie w pozycji X, ponieważ materiał podczas wygniatania gwintu sprężynuje silniej, niż w przypadku gwintowania. Pozycje X dla wygniataków różnią się wprawdzie od pozycji dla gwintowników, nie ma to jednakże wpływu na tolerancję wytwarzanego gwintu nakrętek – co wynika z przedstawionej poniżej tabeli.

Klasa tolerancji narzędzia

50

Klasa tolerancji narzędzia (np. 4H) odpowiada polu tolerancji gwintu nakrętki, dla którego zaprojektowane zostało narzędzie. Z poniższej tabeli wynika również, że za pomocą tych narzędzi można również wytwarzać inne pola tolerancji. Nakładane w czasie późniejszym na gwint nakrętki powłoki muszą być kompensowane w przypadku gwintowników przez naddatek. Naddatek ten można wyliczyć na podstawie poniższych wzorów:

Przykład: Gwint metryczny, pokrycie galwaniczne o grubości 25 µm W przypadku kąta boku zarysu gwintu 60° równanie jest następujące:

skąd wynika A = 0,025 mm x 4 = 0,1 mm

A = T x f oraz f =

A oznacza konieczny do ustalenia naddatek, T grubość warstwy nakładanej w czasie późniejszym powłoki, a α kąt boku zarysu gwintu.

Jeśli zachodzi potrzeba wytworzenia zwykłego połączenia gwintowanego, należy zastosować narzędzie o klasie tolerancji 6H + 0,1.

Uwaga: W przypadku frezowania gwintów za pomocą jednego narzędzia można wytwarzać dowolne pozycje tolerancji, ponieważ pozycje tolerancji są definiowane podczas programowania.

Możliwe do wytworzenia pole tolerancji gwintu nakrętki

Możliwe do wytworzenia pole tolerancji gwintu nakrętki

Zastosowanie techniczne

Oznaczenie DIN dla gwintowników

Norma zakładowa dla gwintowników i wygniataków

ISO1/4H

4HX

4H

5H

–

–

–

Połączenie gwintowane z niewielkim luzem

ISO2/6H

6HX

4G

5G

6H

–

–

Zwykłe połączenie gwintowane

ISO3/6G

6GX

–

–

6G

7H

8H

Połączenie gwintowane z dużym luzem

7G

7GX

–

–

–

7G

8G

Zapobiegawczo przeciwko odkształceniom   podczas obróbki cieplnej

51

Informacje techniczne – ogólne

niepowlekane

vap

nid (nit + vap)

TiN

TiCN

THL

– bardzo głębokie otwory nieprzelotowe w miękkich rodzajach stali – zastosowanie w przypadku problemów z odprowadzaniem wiórów

– przede wszystkim do materiałów nierdzewnych – do miękkich, ciągliwych oraz mających tendencję do tworzenia narostów materiałów – do bardzo głębokich otworów nieprzelotowych

– DL: stal do 1200 N/mm², obróbka żeliwa i aluminium; – GL: tylko materiały dające krótki wiór (GG, stopy AlSi > 7 % Si, C70); stale o wysokiej zawartości perlitu; – nie nadaje się do materiałów nierdzewnych, mających tendencję do zakleszczania wiórów

– stale niskostopowe – materiały nierdzewne – nadaje się do stopów Ni

– stale stopowe i niestopowe – materiały ścieralne, takie jak żeliwo szare, stopy AlSi (> 5  % Si), Cu i brązu – warstwa uniwersalna do GFR do 48 HRC – nadaje się do stopów Ni

– stale ogólnego stosowania i przede wszystkim stale nierdzewne – głębokie otwory nieprzelotowe – obróbka MQL – GJS (GGG)

– niższa vc/trwałość w porównaniu do narzędzi powlekanych – ciasno zwinięte wióry

– polepsza przyczepność chłodziwa i zapobiega w ten sposób powstawaniu narostów – niższa vc/trwałość w porównaniu do narzędzi powlekanych – poprawione odprowadzanie wiórów

– długi okres żywotności dzięki wyższej twardości powierzchni – wzrastająca kruchość – nid oznacza azotowanie i waporyzowanie

– warstwa uniwersalna – nadaje się do wielu materiałów – nie nadaje się do  stopów tytanu

– odporny na ścieranie w porównaniu do materiałów ścieralnych – nadaje się dobrze do narzędzi pełnowęglikowych – nie nadaje się do stopów tytanu

– lepsze tworzenie wiórów niż w przypadku TiN i TiCN – tendencja do powstawania narostów w materiałach zawierających mangan

CrN

NHC

– gwintowanie w stopach Al i Cu – wygniatanie gwintów w stopach Ti −− obróbka stali z tendencją do smarowania

– metale nieżelazne (stopy miedzi, mosiądzu, brązu, tytanu – stopy AlSi o zawartości do 12 % Si

– stopy aluminium z tendencją do smarowania

– stopy tytanu – stopy niklu

– uniwersalne zastosowanie do frezowania gwintów – nadaje się również do stali hartowanych i obróbki HSC

– materiały ścieralne, jak stopy AlSi o zawartości > 12 %

– zmniejsza   powstawanie narostów

– zmniejsza powstawanie narostów – odporny na zużycie w następstwie ścierania – ze względu na cienką warstwę możliwe ostre krawędzie skrawające

– możliwe znaczne wydłużenie trwałości

– brak powinowadztwa do stopów tytanu, ponieważ pokrycie nie zawiera tytanu

– wysoka odporność na działanie temperatury – warstwa uniwersalna

– odporny na zużycie w ­następstwie ścierania

DLC

ACN

TAX

Diament

Wygląd

Właściwości

Główne obszary zastosowania:

Wygląd

Właściwości

Główne obszary zastosowania:

Powłoki oraz obróbka powierzchni

GL = obróbka otworów nieprzelotowych DL = obróbka otworów przelotowych 52

53

Informacje techniczne – ogólne

Powłoki oraz obróbka powierzchni Wytrzymałość na rozciąganie: średnia do wysokiej

Wytrzymałość na rozciąganie: mała do średniej

Materiał

Wytrzymałość na rozciąganie: mała do bardzo wysokiej

X

X

X

X

X

X

M

X

X

X

X

X

X

K

X

X

X

X

X

X

X

X

P

N

X

Wytrzymałość na rozciąganie: mała do wysokiej

X

X

X

X

X

X

X

S

X X

H Wykończenie powierzchni

blank

vap

TiN

CrN

Gwintowanie

X

X

X

X

X

X

X

X

Wygniatanie

NHC

Frezowanie gwintu

X

Frezowanie gwintu

X

DLC

X

Diament

X

nid

ACN

TiCN

THL

X

X

X

X

TAX

X X

X

X

X X

Wybór powłoki do wygniatania gwintów Materiał

TiN

TiCN

Stal magnetyczna miękka

CC

C

Stal konstrukcyjna

CC

C

Stal węglowa

C

CC

Stal stopowa

CC

C

Stal ulepszana

CC

C

Stal nierdzewna

C

CC

austenityczna

C

CC

ferrytyczna, martenzytyczna, duplex

C

CC

żaroodporna

C

CC

Al/Mg niestopowe

CC

C

Al, stopowe Si < 0,5 %

C

CC

Al, stopowe Si < 0,5 % … 10 %

C

CC

Al, stopowe Si > 10 %

C

CC

CC

54

zalecenie C możliwe zastosowanie

55

Informacje techniczne – ogólne

Zwykle mówi się w tym kontekście o „chłodziwie”, pomimo iż w przypadku gwintowania, a zwłaszcza wygniatania gwintów smarowanie ma większe znaczenie, niż chłodzenie. Rozróżnia się następujące metody doprowadzania chłodziwa: −−zewnętrzne doprowadzanie chłodziwa −−zewnętrzne doprowadzanie chłodziwa   za pośrednictwem równoległych do osi wylotów w oprawce −−„wewnętrzne” doprowadzanie chłodziwa za pośrednictwem rowków w trzpieniu −−chłodzenie wewnętrzne (= IK) z wylotem osiowym (= KA) −−chłodzenie wewnętrzne   z wylotem promieniowym (= KR) Zewnętrzne doprowadzanie chłodziwa to najbardziej rozpowszechniona metoda i działająca w większości przypadków. Podczas obróbki pionowej otworów nieprzelotowych pod gwint otwór napełniany jest chłodziwem (za wyjątkiem otworów o bardzo małej średnicy), co jest korzystne dla obróbki gwintu. W przypadku otworów przelotowych, otworu pod gwint nie można wprawdzie napełnić, ale ponieważ wióry podczas gwintowania są transportowane w kierunku posuwu, a podczas wygniatania wióry nie powstają, chłodziwo może sięgać aż do nakroju nawet w przypadku głębokich otworów. Strumień chłodziwa powinien być w miarę możliwości ustawiony równolegle do osi narzędzia.

56

Problematyczne jest natomiast zewnętrzne doprowadzanie chłodziwa podczas obróbki głębokich gwintów w poziomej pozycji wrzeciona. Chłodziwo nie zawsze może w tym przypadku docierać aż do ostrza. W przypadku gwintowania otworów nieprzelotowych wychodzące wióry utrudniają ponadto doprowadzanie chłodziwa. Doprowadzanie równoległe do osi za pośrednictwem rowków chłodzących w trzpieniu niesie ze sobą znaczące zalety, ponieważ chłodziwo niezawodnie dociera zawsze do ostrza niezależnie od długości narzędzia. Należy jedynie pamiętać o tym, że wraz ze wzrostem prędkości obrotowej chłodziwo jest wyrzucane promieniowo, jeśli ciśnienie chłodziwa jest zbyt niskie. Wewnętrzne chłodzenie zapewnia, że chłodziwo dotrze do ostrza w każdym czasie. W ten sposób zawsze zagwarantowane jest optymalne chłodzenie i smarowanie ostrza. Ponadto ew. wspomagane jest również odprowadzanie wiórów.

Grupa materiałów

Chłodzenie i smarowanie

Materiał

Gwintowanie

Wygniatanie

Frezowanie gwintu

Stal

Emulsja 5 %

Emulsja 5-10 %

Emulsja/MQL/ nawiew powietrza

Stal 850-1200 N/mm²

Emulsja 5-10 %

Emulsja 10 % lub olej (Protofluid)

Emulsja/MQL/ nawiew powietrza

Stal 1200-1400 N/mm²

Emulsja 10 % lub olej (Protofluid)

Emulsja 10 % lub olej (Protofluid lub Hardcut 525)

Emulsja/MQL/ nawiew powietrza

Stal 1400-1600 N/mm² odpowiada 44-49 HRC

Olej (Protofluid lub Hardcut 525)

Formowanie jest z zasady niemożliwe

Emulsja/MQL/ nawiew powietrza

Stal nierdzewna

Emulsja 5-10 % lub olej (Protofluid)

Olej (Protofluid) [zastosowanie emulsji 5-10 % możliwe tylko z narzędziami specjalnymi (Protodyn® S Eco Inox)]

emulsja

Żeliwo szare GG

Emulsja 5 %

Formowanie jest niemożliwe

Emulsja/MQL/ nawiew powietrza

Żeliwo sferoidalne GGG

Emulsja 5 %

Emulsja 10 %

Emulsja/MQL/ nawiew powietrza

Aluminium do maks. 12 % Si

Emulsja 5-10 %

Emulsja 5-15 %

Emulsja/MQL/ nawiew powietrza

Aluminium powyżej 12 % Si

Emulsja 5-10 %

Emulsja 5-10 % Wygniatanie ma sens tylko w wyjątkowych przypadkach

Emulsja/MQL/ nawiew powietrza

Magnez

Olej (Protofluid)

Formowanie w temperaturze pomieszczenia jest niemożliwe

Na sucho

Miedź

Emulsja 5-10 %

Emulsja 5-10 %

Emulsja/MQL/ nawiew powietrza

Stopy tytanu

Emulsja 10 % lub olej (Protofluid lub Hardcut 525)

Olej (Hardcut 525)

emulsja

Stopy niklu

Emulsja 10 % lub olej (Protofluid lub Hardcut 525)

Olej (Protofluid lub Hardcut 525)

emulsja

H

Stal >49 HRC

Olej (Hardcut 525) nadaje się do stosowania tylko z narzędziami z węglika

Formowanie jest niemożliwe

Na sucho/MQL

O

Tworzywa sztuczne

Emulsja 5 %

Formowanie nie umożliwia wytworzenia gwintu zachowującego wymiary

Emulsja/MQL

P

M

K

N

S

57

Informacje techniczne – ogólne

Informacje techniczne – ogólne

Chłodzenie i smarowanie – gwintowanie

Chłodzenie i smarowanie – frezowanie gwintów

Podczas gwintowania otworów nieprzelotowych należy rozróżnić dwa przypadki:

Podczas frezowania gwintów należy zasadniczo zmierzać do obróbki na mokro, która powinna być jednakże stosowana tylko wtedy, gdy można zapewnić równomierne chłodzenie. Występujące w przeciwnym razie sytuacje szoku termicznego wpływają na powstawanie mikrorys, które z kolei powodują wyłamania, skracając w ten sposób żywotność narzędzia. Podczas obróbki na mokro z doprowadzanym zewnętrznie chłodziwem bardzo często nie można zagwarantować równomiernego chłodzenia. Obróbka na sucho przy użyciu sprężonego powietrza jest podczas frezowania gwintów zasadniczo możliwa, jednakże należy wtedy liczyć   się ze skróceniem okresu trwałości.

Przypadek 1: krótkie wióry Najlepsze wyniki w odniesieniu do wydajności i bezpieczeństwa procesu są osiągane wtedy, gdy łamane są krótkie wióry. Te krótkie wióry mogą być następnie bezproblemowo wypłukiwane z gwintu przez chłodziwo. Łamanie krótkich wiórów udaje się najlepiej przy użyciu gwintowników rowkowanych (np. Paradur® HT). W przypadku gwintów w otworach   nieprzelotowych zaleca się KA (osiowy wylot chłodziwa). Uwaga: Podczas wytwarzania gwintów w otworach nieprzelotowych w materiałach dających krótki wiór bez chłodzenia wewnętrznego, wióry gromadzą się na dnie otworu. Jeśli odstęp bezpieczeństwa jest zbyt mały, narzędzie wchodzi w wióry i może się złamać.

Przypadek 2: długie wióry (wióry nie są podatne na łamanie) W przypadku stali o wytrzymałości na rozciąganie 1000 N/mm² lub też zasadniczo w przypadku stali nierdzewnych oraz innych materiałów wysokociągliwych z zasady nie udaje się krótkie łamanie wióra. W takich sytuacjach wiór musi być odprowadzany za pośrednictwem narzędzi krętych. Jeśli brak możliwości chłodzenia wewnętrznego, chłodziwo wspomaga jedynie odprowadzanie wiórów. W niektórych przypadkach można stosować gwintowniki o mniejszym skręcie, co wpływa na wzrost trwałości.

58

W przypadku obróbki otworów nieprzelotowych zalecane jest zasadniczo zastosowanie narzędzia z osiowym wylotem chłodziwa. Optymalne jest wtedy zastosowanie emulsji. Ponieważ opłukiwane jest całe narzędzie, nie występuje efekt szoku termicznego. Ponadto strumień chłodziwa wspomaga odprowadzanie wiórów i zapewnia w ten sposób bezpieczeństwo procesu. Alternatywnie możliwe jest w tym przypadku również zastosowanie doprowadzanego wewnętrznie sprężonego powietrza lub też obróbka MQL, co jednakże wpływa na skrócenie okresu żywotności. Wytwarzanie gwintów w otworach nieprzelotowych z zewnętrznym doprowadzaniem emulsji nie jest zalecane, ponieważ w pewnych okolicznościach wióry mogą gromadzić się w otworze nieprzelotowym, co ma negatywny wpływ na trwałość. Ponadto w przypadku doprowadzanego zewnętrznie chłodziwa występuje podwyższone ryzyko szoku termicznego.

Do wytwarzania gwintów przelotowych zaleca się zasadniczo zewnętrzne doprowadzanie emulsji, MQL lub też alternatywnie sprężone powietrze. Obróbka na sucho może w pewnych okolicznościach sprawiać jednakże problemy, ponieważ w przypadku zewnętrznego doprowadzania chłodziwa nie zawsze można zagwarantować równomierne chłodzenie narzędzia. Przede wszystkim w przypadku gwintów o małych wymiarach istnieje zagrożenie, że doprowadzane zewnętrznie chłodziwo nie przedostanie się w całości przez wąski otwór, w wyniku czego nie będzie możliwe zapewnienie równomiernego chłodzenia narzędzia.

Uwaga: Brak chłodzenia podczas frezowania gwintów stanowi mniejszy problem, niż chłodzenie sporadyczne.

59

Informacje techniczne – ogólne

Chłodzenie i smarowanie – wygniatanie gwintów Chłodzenie, a przede wszystkim smarowanie, ma w procesie wygniatania gwintów podstawowe znaczenie. W przypadku niedostatecznego smarowania drastycznie spada jakość powierzchni gwintu, co przedstawiają poniższe zdjęcia:

łuskowata powierzchnia w przypadku niedostatecznego smarowania; rozwiązanie: rowki smarujące

gładka powierzchnia w przypadku doskonałego smarowania

Rozróżnia się dwa podstawowe typy narzędzi: wygniataki z rowkami smarującymi oraz wygniataki bez rowków smarujących. Różne obszary zastosowania zostały objaśnione poniżej.

bez rowków s­ marujących

Obszar zastosowania narzędzi bez rowków smarujących jest ograniczony do: −−otworów w blachach −−gwintów przelotowych do 1,5 x DN (ponieważ chłodziwo nie może gromadzić się w otworze pod gwint) −−gwintów nieprzelotowych w przypadku obróbki pionowej (w przypadku bardzo głębokich otworów zaleca się osiowy wylot chłodziwa)

60

W odniesieniu do konstrukcji narzędzi należy rozróżnić cztery różne przypadki:

z rowkami ­smarującymi

Rowki smarujące zapewniają równomierne smarowanie również w dolnym obszarze głębszych gwintów, dlatego też wygniataki z rowkami smarującymi mogą być stosowane uniwersalnie. Pionowe gwinty przelotowe do ok. 3,5 x DN można wytwarzać z rowkami smarowymi również bez chłodzenia wewnętrznego.

Pionowa obróbka otworów ­nieprzelotowych Rowki smarowe oraz chłodzenie wewnętrzne nie są niezbędne; wystarczy zewnętrzne doprowadzanie chłodziwa (w przypadku bardzo głębokich gwintów zalecany jest wylot osiowy chłodziwa)

Pionowa obróbka otworów ­przelotowych (> 1,5 x DN) Rowki smarowe są niezbędne; chłodzenie wewnętrzne nie jest niezbędne. Za pośrednictwem rowków smarowych doprowadzane zewnętrznie chłodziwo może docierać do krawędzi kształtowych (w przypadku bardzo głębokich gwintów zalecany jest promieniowy kanał chłodzący).

Pozioma obróbka otworów nieprzelotowych Rowki smarowe oraz chłodzenie wewnętrzne są niezbędne. Wystarczy osiowy wylot chłodziwa.

Pozioma obróbka otworów przelotowych Rowki smarowe niezbędne; zalecane chłodzenie wewnętrzne z wylotem promieniowym.

61

Informacje techniczne – ogólne

Smarowanie ilością minimalną W obróbce skrawaniem chłodziwa mają za zadanie zredukowanie zużycia narzędzia, odprowadzanie ciepła od narzędzia i maszyny oraz wspomaganie łamania wióra oraz odprowadzania wiórów. Ponadto element obrabiany, narzędzie i urządzenia są uwalniane od resztek wiórów. Wszystko to razem tworzy istotne warunki dla efektywnej, bezawaryjnej i ekonomicznej produkcji. Niestety koszty zakupu, konserwacji oraz utylizacji chłodziw wciąż rosną. Coraz bardziej krytycznie spogląda się również na zły wpływ chłodziw na środowisko naturalne oraz powodowane przez nie zagrożenia dla zdrowia osób obsługujących maszyny. Jak zostało to już wyjaśnione na str. 7, koszty chłodziwa wynoszą ok. 16 % łącznych kosztów produkcji. Dlatego też redukcja zużycia chłodziwa ma duże znaczenie ze względów ekonomicznych i ekologicznych dla przedsiębiorstw stosujących zasadę zrównoważonego rozwoju. Cel ten można zrealizować za pomocą metody smarowania ilością minimalną (MQL). W przypadku MQL do sprężonego powietrza dodawana jest niewielka ilość środków smarowych o wysokiej skuteczności. Pomimo bardzo małego dawkowania (ok. 5-50 ml/godz.) pozwala to zapobiec narostom w przypadku materiałów z tendencją do sklejania. Ponadto dzięki metodzie MQL w wyniku redukcji tarcia można obniżyć temperaturę procesu. W przypadku najprostszym środek smarujący dodawany jest z zewnątrz. Metoda ta umożliwia tanią modyfikację posiadanych maszyn, jednakże w przypadku gwintów o głębokości od 1,5 x DN napotyka na swe ograniczenia. Korzystniejsze jest doprowadzanie środka smarującego za pośrednictwem wrzeciona, co należy uwzględnić w przypadku zakupu nowych maszyn.

62

Zmienione przez MQL wymogi dotyczące narzędzi wymagają uwzględnienia podczas ich konstruowania. Narzędzia muszą być na przykład projektowane w taki sposób, aby podczas obróbki powstawało jak najmniej ciepła – dlatego też należy unikać małych czy też negatywnych kątów natarcia. Geometria wymaga również takiego ukształtowania, aby również bez wspomagającego działania chłodziwa możliwe było do osiągnięcia niezawodne odprowadzanie wiórów. Główną rolę w przypadku obróbki MQL odgrywa jednakże powłoka, ponieważ warstwa twarda przejmuje w większej części zadanie smarowania. Ponadto powłoka służy do minimalizacji tarcia oraz do izolacji cieplnej narzędzia. W przypadku gwintów o głębokości > 1,5 x DN chłodzenie wewnętrzne z wylotami promieniowymi stanowi warunek dla MQL. Ponadto kanały chłodzące w narzędziu musza być tak zaprojektowane, aby nie nastąpiła separacja mieszanki olejowo-powietrznej. Walter Prototyp zaleca do metody MQL stworzoną specjalnie do gwintowników powłokę THL. Standardowo powłoka ta dostępna jest w narzędziach Paradur® Eco Plus (następcy uznanego Paradur® Eco HT), Prototex® Eco HT oraz Paradur® i Prototex® Synchrospeed. Powłoka THL posiada warstwę smarującą, która nawet w przypadku obróbki MQL zapewnia bardzo dobre właściwości w zakresie tarcia, a dodatkowo zapobiega powstawaniu narostów. Przez cały okres żywotności narzędzia warstwa ta jest w sposób ciągły wygładzana.

Zalety obróbki MQL z zastosowaniem narzędzi Walter Prototyp: −−obniżenie kosztów produkcji i wzrost konkurencyjności −−redukcja kosztów chłodziwa, konserwacji i utylizacji −−redukcja kosztów energii −−eliminacja zagrożenia zdrowotnego dla pracowników −−często brak obniżenia wydajności w porównaniu z obróbką na mokro −−elementy o kształcie wanienek nie napełniają się chłodziwem −−mniejsze nakłady pracy w związku z czyszczeniem elementów

Materiały, które nadają się do obróbki MQL – stale niestopowe, niskostopowe oraz staliwo < 1000 N/mm² – żeliwo szare – mosiądz – stopy AlSi – stopy miedzi

Uwaga: Podczas frezowania gwintów, w odróżnieniu od gwintowania i wygniatania, obróbka na sucho jest zasadniczo możliwa, jednakże należy wtedy liczyć się ze skróceniem okresu trwałości. Jeśli stosowana jest obróbka na sucho, zaleca się użycie nawiewu powietrza w celu polepszenia odprowadzania wiórów. Podczas frezowania gwintów metoda MQL jest często korzystniejsza w porównaniu z obróbką na mokro, ponieważ narzędzie nie jest narażone na sytuacje szoku termicznego.

Materiały, które nie nadają się do obróbki MQL – stale wysokostopowe o dużej ­wytrzymałości – stopy tytanu i niklu – stale nierdzewne

Uwagi: −−W przypadku frezowania gwintów możliwa jest obróbka MQL również materiałów o wysokiej wytrzymałości i hartowanych. −−W praktyce mogą wystąpić sytuacje, w których wskazany powyżej podział będzie nieprzydatny.

W przypadku wygniatania gwintów serie Protodyn® Eco Plus, Eco LM i Synchrospeed nadają się do metody smarowania ilością minimalną MQL.

63

Informacje techniczne – ogólne

Elementy mocujące Uchwyty do gwintowania, nazywane również oprawkami narzędziowymi, stanowią ogniwo łączące pomiędzy wrzecionem i narzędziem. Zadania oprawki narzędziowej podczas gwintowania i wygniatania: −−przenoszenie momentu obrotowego −−ew. osiowa i/lub promieniowa kompensacja różnić pomiędzy pozycją wrzeciona oraz zadaną pozycją narzędzia Zadania oprawki narzędziowej ­podczas frezowania gwintu: −−przenoszenie momentu obrotowego −−minimalizowanie znoszenia narzędzia (oprawka musi być sztywna pod względem oddziaływania sił promieniowych) −−tłumienie drgań

Ważne rodzaje oprawek narzędziowych do gwintowników i wygniataków Zadania ogólne: −−przekazywanie chłodziwa z wrzeciona do narzędzia −−ochrona łożyskowania wrzeciona w razie złamania narzędzia −−ochrona narzędzia przed złamaniem (co jest możliwe do zrealizowania jedynie w ograniczonym stopniu) W odniesieniu do współzależności pomiędzy wrzecionem i posuwem w przypadku gwintowania i wygniatania decydujące jest to, czy i na ile dokładnie prędkość obrotowa wrzeciona oraz prędkość posuwu są do siebie dostosowane (zsynchronizowane), czy też nie.

Uwaga: Do frezowania gwintów można używać wszystkich typowych oprawek frezarskich. Do gwintowania i wygniatania dostępne są specjalne oprawki, które zostaną opisane w dalszej części.

Oprawki szybkowymienne z kompensacją osiową Zalety: −−zastosowanie w maszynach synchronicznych i niesynchronicznych −−wyrównanie osiowych i promieniowych odchyleń pozycji −−odporne wykonanie Wady: −−bardziej kosztowna technika, niż w przypadku uchwytów sztywnych −−brak ochrony przed odkształceniami, ponieważ narzędzie musi być prowadzone samoistnie Uchwyty szybkowymienne są dostępne w standardowej ofercie produktów firmy Walter.

Oprawki synchroniczne z kompensacją minimalną Zalety: −−kompensacja sił osiowych i w związku z tym znaczny wzrost żywotności −−połączenie zalet oprawek sztywnych z uchwytami kompensacyjnymi Wady: −−drogie w zakupie w porównaniu do oprawek sztywnych −−zastosowanie tylko w obrabiarkach synchronicznych Uchwyty synchroniczne z kompensacją minimalną są dostępne w standardowej ofercie produktów firmy Walter.

64

65

Informacje techniczne – ogólne

Ważne rodzaje oprawek narzędziowych do gwintowników i wygniataków

Aparat do gwintowania Zalety: −−zastosowanie w maszynach synchronicznych i niesynchronicznych −−oszczędność wrzeciona, ponieważ odwrócenie kierunku obrotów odbywa się w oprawce −−najkrótsze czasy cykli, ponieważ wrzeciono nie musi przyspieszać lub zwalniać; dlatego też są one interesujące w przypadku produkcji masowej Wady: −−kosztowna technika −−wysokie koszty utrzymania −−niezbędny wspornik momentu obrotowego −−wysokie koszty zakupu

Oprawki zaciskowe, sztywne oprawki zaciskowe, oprawki z chwytem Weldon (od lewej do prawej) Zalety: −−prosta, tania i trwała konstrukcja −−oprawka zaciskowa: bardzo wysoka dokładność ruchu obrotowego Wady: −−zastosowanie tylko w obrabiarkach synchronicznych −−ze względu na minimalne różnice skoku powstają siły osiowe, które oddziałują na boczne powierzchnie narzędzia i zmniejszają jego żywotność

Oprawki zaciskowe, oprawki z tuleją zaciskową i oprawki z chwytem Weldon są dostępne w standardowej ofercie produktów firmy Walter.

66

67

Informacje techniczne – ogólne

Obróbka synchroniczna podczas gwintowania i wygniatania Aby zredukować czasy procesów podczas gwintowania i wygniatania, coraz częściej pracuje się z wyższymi prędkościami obrotowymi oraz prędkościami skrawania (HSC = High Speed Cutting). Obróbka synchroniczna jest zalecana zwłaszcza w celu uzyskania wysokich prędkości skrawania.

Gwintowniki synchroniczne mogą być mocowane zarówno za pomocą typowych chwytów typu Weldon, jak również przy użyciu oprawek zaciskowych (w miarę możliwości z zabierakiem czworokątnym). Obydwa sposoby mocowania mają tę wadę, iż nie można w nich kompensować występujących sił osiowych.

Synchroniczne gwintowanie zakłada wykorzystanie maszyny, która synchronizuje ruch obrotowy wrzeciona głównego oraz ruch posuwisty. Narzędzie gwintujące nie prowadzi się samoistnie dzięki swej geometrii, lecz jest sterowane wyłącznie przez posuw oraz prędkość obrotową wrzeciona maszyny. Aktualnie większość centrów obróbczych przystosowana jest do obróbki synchronicznej.

Lepszą alternatywę stanowi uchwyt do gwintowania Protoflex C z kompensacją minimalną. Protoflex C to uchwyt do gwintowania do centrów obróbczych ze sterowaniem synchronicznym. Zapewnia on zdefiniowaną dokładnie kompensację minimalną i jest dostosowany do geometrii narzędzi Synchrospeed.

Cechy szczególne Protoflex C W przeciwieństwie do konwencjonalnych, synchronicznych uchwytów do gwintowania, Protoflex C opiera się na precyzyjnie wykonanej części elastycznej („Flexor”) o dużej twardości sprężyny, która kompensuje w mikrozakresie promieniowe i osiowe odchylenia pozycji. Opatentowany mikrokompensator wytwarzany jest ze specjalnego stopu, stworzonego dla NASA i odznacza się długim okresem żywotności, a także nie wymaga konserwacji. Typowe uchwyty synchroniczne wyposażone są w tym celu w elementy z tworzyw sztucznych, które z czasem tracą swą elastyczność. W wyniku tego przestają spełniać swoje zadanie.

Zasadniczo wszystkie gwintowniki i wygniataki mogą być stosowane w sposób synchroniczny. Walter Prototyp oferuje jednakże narzędzia zaprojektowane specjalnie do obróbki synchronicznej, z oznaczeniem Synchrospeed. Charakterystyczny dla tej grupy narzędzi jest bardzo wysoki kąt przyłożenia oraz bardzo krótka część gwintowana. Narzędzia z serii Synchrospeed mogą być używane wyłącznie w sposób synchroniczny. W przeciwieństwie do nich, narzędzia z serii Eco uzyskują bardzo dobre wyniki zarówno w przypadku obróbki synchronicznej, jak też konwencjonalnej.

Synchroniczne uchwyty do gwintowania   Protoflex C

68

Siły nacisku gwintownika na zarys gwintu ulegają w przypadku zastosowania uchwytu do gwintowania Protoflex C znacznej redukcji, co wpływa na: −−wyższe bezpieczeństwo procesu dzięki niższemu niebezpieczeństwu złamania, zwłaszcza w przypadku małych wymiarów −−dłuższą żywotność krawędzi gwintowników dzięki zmniejszeniu tarcia −−lepszą jakość powierzchni na bocznych zarysach nacinanego gwintu Dla klientów zastosowanie uchwytu do gwintowania Protoflex C oznacza najwyższą wydajność produkcji przy jednocześnie zredukowanych kosztach narzędzi, a mianowicie zarówno podczas gwintowania, jak również podczas wygniatania.

Flexor z kompensacją minimalną

69

Informacje techniczne – ogólne

Wskazówki dotyczące otworów pod gwint

Głębokość wiercenia

Głębokość wiercenia

Głębokość otworu pod gwint Głębokość wiercenia ≥ użytkowa głębokość gwintu (+ długość fazy) + odstęp ­bezpieczeństwa

Głębokość gwintu

Głębokość gwintu

Uwaga: Zalecana średnica otworu pod gwint jest umieszczona na chwycie wygniataków Walter Prototyp.

Nakrój Odstęp bezpieczeństwa   (~ 2 zwoje)

Gwintowanie, wygniatanie gwintów

Uwaga: Ewentualny wierzchołek narzędzia gwintującego musi zostać uwzględniony podczas obliczania niezbędnej głębokości otworu pod gwint. Należy przy tym odróżnić wierzchołek pełny i odsadzony. Frezy do gwintów nie mają, w porównaniu do gwintowników i wygniataków, ani  

Frezowanie gwintu

  obszaru nakroju, ani wierzchołka, dlatego też gwint można doprowadzić prawie do dna otworu. Wykluczone są przy tym odkształcenia, dlatego też nie jest niezbędny dodatkowy, osiowy odstęp bezpieczeństwa.

Średnica otworu pod gwint w przypadku gwintowania i frezowania gwintów Ogólna zasada: średnica otworu = średnica nominalna – skok Przykład wymiaru M10 Średnica otworu = 10,0 mm – 1,5 mm = 8,5 mm Średnica otworu pod gwint w przypadku wygniatania Ogólna zasada: Średnica otworu = średnica nominalna – f x skok −−Tolerancja 6H: f = 0,45 −−Tolerancja 6G: f = 0,42 Przykład wymiaru M10 Średnica otworu = 10,0 mm – 0,45 x 1,5 mm = 9,325 mm = 9,33 mm

70

Specjalne wskazówki dotyczące wygniatania gwintów

Podczas wyboru narzędzia należy zwracać uwagę na dodatkowo wskazane w poniższej tabeli dopuszczalne tolerancje otworu pod gwint, aby zapewnić niezawodny proces formowania oraz odpowiednią trwałość narzędzia.

Skok spirali

Tolerancja wstępnego otworu

≤ 0,3 mm

± 0,01 mm

> 0,3 mm do < 0,5 mm

± 0,02 mm

≥ 0,5 mm do < 1 mm

± 0,03 mm

≥ 1 mm

± 0,05 mm

Ze względu na powyższe tolerancje, które mają wartość mniejszą, niż w przypadku procesu gwintowania, wygniatanie nie jest we wszystkich przypadkach bardziej ekonomiczne, niż gwintowanie. Praktyczna wskazówka: Średnica rdzenia gwintu powstaje podczas wygniatania w trakcie procesu formowania i jest zależna od właściwości plastycznych materiału. Natomiast podczas gwintowania i frezowania gwintów średnica rdzenia jest już określona przez otwór pod gwint.  

  Dlatego też niezbędne jest sprawdzenie średnicy rdzenia gwintu po uformowaniu za pomocą sprawdzianu. Tolerancje średnicy rdzenia dla gwintów wewnętrznych podano na str. 116.

Uwaga: Oferta produktów Walter Titex jest dostosowana do wstępnych średnic otworów dla gwintowania i wygniatania. 71

Informacje techniczne – ogólne

Utwardzenie warstwy powierzchniowej Bardzo często wytwarzanie gwintów traktowane jest jako proces całkowicie niezależny. Nie jest to właściwe, ponieważ poprzedzająca operacja wiercenia ma znaczący wpływ na następujące po niej gwintowanie.

Podczas wiercenia otworu pod gwint na obszar warstwy powierzchniowej materiału elementu obrabianego mają wpływ zjawiska mechaniczne i termiczne. Wynikające z tego zmiany struktury przedstawiono na poniższych zdjęciach mikroskopowych:

0,025 mm

nowe wiertło:  warstwa powierzchniowa prawie ­niezmieniona

zużyte wiertło:   wpływ na warstwę powierzchniową

Twardość warstwy powierzchniowej w przypadku zużytego wiertła jest znacznie większa, niż w przypadku nowego narzędzia. Również zastosowanie wysokich parametrów skrawania podczas wiercenia prowadzi do utwardzenia warstwy powierzchniowej. Pomimo, iż utwardzenie ma miejsce jedynie w obrębie bardzo niewielkiej odległości od powierzchni otworu, skutkuje ono znacznym skróceniem żywotności narzędzia gwintującego (patrz. przykład poniżej).

Podsumowanie: −−Trwałość narzędzia gwintującego zmniejsza się wraz z rosnącą twardością warstwy powierzchniowej. −−Twardość warstwy powierzchniowej wzrasta wraz ze wzrostem zużycia narzędzia wiertarskiego oraz w przypadku wysokich parametrów skrawania lub też zaokrąglonych krawędzi skrawających.

Przykład: Materiał C70, średnica otworu 8,5 mm, głębokość otworu 24,5 mm Twardość warstwy powierzchniowej

Zużyte wiertło

Nowe wiertło

450 HV

280 HV

Szerokość warstwy powierzchniowej

0,065 mm

≈0

Trwałość gwintownika

70 gwintów

> 350 gwintów

Praktyczna wskazówka: W przypadku problemów z trwałością oprócz procesu wytwarzania gwintu należy również wziąć pod uwagę poprzedzający proces wiercenia oraz samo narzędzie wiertarskie!

72

Informacje techniczne – gwintowanie

Podstawowe typy Otwór nieprzelotowy

Otwór przelotowy

Materiały dające krótki wiór Gwintowniki rowkowane nie przenoszą wióra. Dlatego nadają się tylko do materiałów dających krótki wiór lub do krótkich gwintów. Uwaga: Bez chłodzenia wewnętrznego na dnie otworu gromadzą się wióry. Jeśli odstęp bezpieczeństwa jest zbyt mały, narzędzie wchodzi w wióry i może się złamać. Jeśli gwintownik wyposażony jest w osiowe doprowadzanie chłodziwa, za pomocą rowkowanych narzędzi można również wytwarzać głębsze gwinty, ponieważ wióry są wypłukiwane w kierunku przeciwnym do kierunku posuwu. warunkiem jest jednakże krótkie łamanie wióra (np.: Paradur® HT, głębokość gwintu do 3,5 x DN).

Materiały dające długi wiór Gwintowniki z nakrojem transportują wióry do przodu, w kierunku posuwu. Gwintowniki z nakrojem to podstawowy wybór w przypadku wytwarzania gwintów w otworach przelotowych w materiałach dających długi wiór.

W porównaniu do narzędzi spiralnych gwintowniki rowkowane charakteryzują się dłuższym okresem żywotności. Niektóre narzędzia rowkowane mogą być również z powodzeniem stosowane do otworów przelotowych w materiałach o dobrych właściwościach łamania wióra (np. Paradur® Eco CI).

Materiały dające długi wiór Prawoskrętne gwintowniki kierują wiór w stronę chwytu. Im bardziej ciągliwy jest obrabiany materiał lub im dłuższy daje wiór i im głębszy jest gwint, tym większy jest wymagany kąt pochylenia linii śrubowej.

74

Gwintowniki lewoskrętne (jak również gwintowniki z nakrojem) transportują wióry do przodu, w kierunku posuwu. Zastosowanie narzędzi lewoskrętnych ma uzasadnienie tylko wtedy, gdy nie można zagwarantować pewnego odprowadzania wiórów za pomocą nakroju. Przykład narzędzia: Paradur® N typu 20411 i 20461

75

Informacje techniczne – gwintowanie

Informacje techniczne – gwintowanie

Formy nakroju na podstawie normy DIN 2197

Przekroje poprzeczne warstwy skrawanej

Uwaga: −−dłuższe nakroje zwiększają trwałość narzędzia −−dłuższe nakroje redukują obciążenie krawędzi skrawających, co staje się ważne   wraz ze wzrostem wytrzymałości materiału −−krótsze nakroje umożliwiają doprowadzenie gwintu prawie do dna otworu −−dłuższe nakroje zwiększają wymagany moment obrotowy

Do wykonywania otworów przelotowych stosowane są zwykle dłuższe nakroje.

Typ

A

Liczba zwojów w nakroju

Wersja i zastosowanie materiały dające   krótki wiór

6-86 –zwojów 8 Gänge 6 – 8 Gänge

proste rowki

6 – 8 Gänge

B

krótki gwint przelotowy w materiałach dających średni i długi wiór

3,5-5,5 zwoju proste rowki   z nakrojem

materiały dające   średni i długi wiór

6 – 8 Gänge

C

2-3 zwoje

Forma B prawoskrętne

materiały dające średni i długi wiór

proste rowki

materiały dające   krótki wiór

lewoskrętne

materiały dające   długi wiór

proste rowki

materiały dające   krótki wiór

prawoskrętne

krótki gwint w materiałach dających średni i długi wiór

proste rowki

krótki gwint w materiałach dających krótki wiór

prawoskrętne

bardzo krótki gwint w ­materiałach dających średni i długi wiór

proste rowki

bardzo krótki gwint w materiałach dających krótki wiór

6 – 8 Gänge

D

Długi nakrój (np. kształtu B) wpływa na: −−dłuższą żywotność −−duży moment obrotowy −−niewielki przekrój poprzeczny warstwy skrawanej −−małe obciążenie zębów skrawających

3,5-5 zwojów

5° 1. Przejście 2. Przejście 3. Przejście

6 – 8 Gänge

E

F

76

1,5-2 zwoje

1-1,5 zwoju

23° 77

Informacje techniczne – gwintowanie

Informacje techniczne – gwintowanie

Przekroje poprzeczne warstwy skrawanej

Proces gwintowania otworów nieprzelotowych Gwintownik znajduje się jeszcze w trakcie nacinania i zatrzymuje się. W momencie zatrzymania wszystkie ostrza w nakroju wykonują jeszcze proces skrawania.

W przypadku otworów nieprzelotowych wybierane są przeważnie krótsze formy nakroju, na co wpływ ma nie tylko zamiar doprowadzenia gwintu często aż do dna otworu. Odcinanie wióra w przypadku gwintowania nieprzelotowego stanowi pewien problem. Jeśli wiór jest zbyt cienki, wtedy tylko się odwraca, nie można go następnie oddzielić. Wiór zakleszcza się pomiędzy elementem obrabianym a powierzchnią boczną nakroju. Może to doprowadzić do złamania narzędzia, dlatego też długie nakroje o kształcie A, B i D nie nadają się do otworów nieprzelotowych, ponieważ kształty te wytwarzają cienkie wióry.

Następuje wycofanie gwintownika. Powstałe uprzednio wióry pozostają na miejscu. Moment obrotowy jest równy zeru.

5°

Zaletą krótkich nakrojów jest to, że powstaje stosunkowo mniej wiórów. Ponadto w transporcie wiórów pomaga większy przekrój poprzeczny warstwy skrawanej.

Forma E

Krótki nakrój (np. kształtu E) wpływa na: −−niski moment obrotowy −−duży przekrój poprzeczny warstwy skrawanej −−duże obciążenie zębów skrawających −−mniejszą żywotność −−zoptymalizowany transport wiórów

Wióry dotykają tylnej części ostrza. W tym przypadku moment obrotowy wzrasta skokowo. Wiór musi teraz zostać odcięty. Ponieważ nakrój gwintownika posiada kąt przyłożenia, a ponadto podczas wykręcania stożkowy nakrój wychodzi z gwintu osiowo, wiór nie może zostać odcięty bezpośrednio przy podstawie. Dlatego też niezbędna jest pewna stabilność (grubość) wióra.

Wiór został odcięty i moment obrotowy zmniejsza się do tarcia pomiędzy częścią prowadzącą oraz naciętym gwintem.

23°

1. Przejście 2. Przejście 3. Przejście

78

Uwaga: Gwintowniki do otworów przelotowych nie mogą być stosowane do obróbki otworów nieprzelotowych, ponieważ mają one większy kąt przyłożenia nakroju i możliwe jest, że wiór nie będzie odcinany, lecz zakleszczy się pomiędzy nakrojem oraz gwintem. Może to doprowadzić do wyłamań w nakroju, a w sytuacji ekstremalnej do złamania gwintownika. 

Kąt przyłożenia nakroju gwintowników do otworów nieprzelotowych jest z tego względu zawsze mniejszy, niż w przypadku gwintowników do otworów przelotowych, ponieważ gwintowniki do otworów nieprzelotowych muszą obcinać podstawię wióra podczas powrotu.

79

Informacje techniczne – gwintowanie

Informacje techniczne – gwintowanie

Proces gwintowania otworów nieprzelotowych

Kąty i właściwości gwintownika

Przebieg momentu obrotowego podczas gwintowania otworów ­nieprzelotowych

Fragment A Szyjka

Chwyt

Średnica chwytu d1

Średnica gwintu DN Długość główki Lc

Fragment B

Długość użytkowa l1

Fragment A

Kąt boku zarysu gwintu

Fragment B Skok gwintu

Md

Hamowanie ­wrzeciona

Przebieg  w czasie

Lekki wzrost ze względu na dodatkowe tarcie w części prowadzącej

Wrzeciono osiągnęło zerową prędkość obrotową, zaczyna się powrót

Nakrój wchodzi w materiał: duży wzrost momentu obrotowego

Średnica rdzenia Średnica zewnętrzna Średnica podziałowa gwintu

Rowek wiórowy  (powierzchnia natarcia)

Moment tarcia w części prowadzącej gwintownika podczas powrotu

Wysokie skoki momentu obrotowego wskazują na problemy podczas odcinania wióra; należy wybrać typ narzędzia o większym kącie przyłożenia nakroju

Pierwsze zetknięcie pozostałości wióra z tylną częścią następnego ostrza

Kąt przyłożenia

Mostek pomiędzy otworami (przejście) Kąt przyłożenia nakroju

Kąt natarcia

Średnica rdzenia

Gwintownik z nakrojem do otworów przelotowych z nakrojem

Kąt przyłożenia nakroju

Długość nakroju

80

Długość kwadratu l9

Kąt nakroju

Rowek   smarujący

Gwintownik do otworów ­nieprzelotowych, prawoskrętny Kąt pochylenia linii śrubowej

Kąt nakroju

Rowek wiórowy

81

Informacje techniczne – gwintowanie

Porównanie danych geometrii Mniejszy kąt natarcia: −−zwiększa stabilność krawędzi skrawających (w przypadku dużych kątów natarcia mogą wystąpić wyłamania w obszarze nakroju) −−wytwarza z reguły wióry łatwiejsze do opanowania −−wytwarza gorszą powierzchnię na elemencie −−zwiększa siły skrawania, wzgl. moment skrawający −−jest niezbędny do obróbki twardszych materiałów −−zwiększa tendencję do ściskania obrabianego materiału, tzn. gwintownik wcina się z mniejszym luzem i wytwarza nieco ciaśniejszy gwint

Kąt natarcia gwintowników do otworów nieprzelotowych Paradur® HT Paradur Ti Plus ®

Paradur Eco CI ®

Paradur HSC ®

Paradur X·pert M ®

Paradur Eco Plus ®

Paradur® Synchrospeed Paradur X·pert P ®

Paradur WLM ®

Kąt natarcia gwintowników do otworów przelotowych Prototex® Eco HT Prototex® HSC

Paradur® X·pert P Paradur® WLM Paradur® Eco CI Paradur® X·pert M Paradur® HT Paradur® Eco Plus Paradur® HSC Paradur® Synchrospeed Paradur® Ti Plus

Kąt przyłożenia gwintowników do otworów przelotowych Prototex® X·pert P Paradur® Eco CI Prototex® X·pert M

Paradur® Eco CI

Prototex® Eco HT

Prototex® Synchrospeed

Prototex® HSC

Prototex® X·pert M

Kąt pochylenia linii śrubowej gwintowników do otworów nieprzelotowych Paradur® Eco CI Paradur® HT Paradur® Ti Plus Paradur® HSC Paradur® WLM Paradur® Synchrospeed Paradur® X·pert M Paradur® Eco Plus Paradur® X·pert P

82

Praktyczna wskazówka: Sprawdzanie kąta przyłożenia Powinno być możliwe lekkie wkręcenie gwintownika w wykonany uprzednio gwint bez zarysowania powierzchni. Jeśli nie jest to możliwe, należy wybrać typ narzędzia o większym kącie przyłożenia.

Kąt przyłożenia gwintowników do otworów nieprzelotowych

Prototex® TiNi Plus

Prototex® X·pert P

Większy kąt pochylenia linii śrubowej: −−ułatwia odprowadzanie wiórów −−obniża stabilność narzędzia i ogranicza w ten sposób maksymalny moment skrawający −−obniża stabilność zębów −−skraca żywotność

Kąt przyłożenia: Kąt przyłożenia musi być dostosowany do obrabianego materiału. Materiału o większej wytrzymałości, jak również materiały z tendencją do zakleszczania wiórów, wymagają większego kąta przyłożenia. Wraz z większym kątem przyłożenia pogarszają się właściwości prowadzenia narzędzia, w następstwie czego przy zastosowaniu uchwytów kompensacyjnych może dojść do odkształceń w miękkich materiałach.

Kąt przyłożenia nakroju: Kąt przyłożenia nakroju jest ograniczony przez długość nakroju oraz liczbę rowków, ponieważ w przypadku większego kąta przyłożenia nakroju zmniejsza się szerokość przejść w pierwszym zwoju nakroju. Wpływa to na zmniejszenie stabilności ostrza (wzrasta niebezpieczeństwo wyłamań w obszarze nakroju). Większy kąt przyłożenia nakroju wpływa jednakże pozytywnie na odprowadzanie wiórów w kierunku posuwu. W przypadku zbyt małych kątów przyłożenia nakroju odprowadzanie wiórów może stanowić problem. Rozwiązaniem może być zastosowanie narzędzi lewoskrętnych.

Prototex® Synchrospeed Prototex® TiNi Plus

Kąt przyłożenia nakroju w narzędziach do otworów przelotowych Prototex® HSC Prototex® TiNi Plus Prototex® X·pert M Prototex® Eco HT Prototex® Synchrospeed Prototex® X·pert P

Kąt przyłożenia nakroju: Gwintowniki do otworów przelotowych mają ok. 3-krotnie większy kąt przyłożenia nakroju, niż gwintowniki do otworów nieprzelotowych. Uzasadnienie, patrz str. 80. 83

Informacje techniczne – gwintowanie

Cechy szczególne podczas gwintowania Głębokie i położone głębiej otwory ­nieprzelotowe pod gwint −−w miarę możliwości należy stosować gwintowniki o prostych rowkach z osiowym doprowadzeniem chłodziwa lub też gwintowniki do otworów nieprzelotowych o wysokim skręcie z niepowlekanym lub waporyzowanym rowkiem wiórowym: • Paradur® HT (proste rowki) • Paradur® Synchrospeed z powłoką TiN/vap ­(spiralny) −−do stali nierdzewnych zaleca się zastosowanie wygniataków (najlepiej z olejem) lub też gwintowników spiralnych; do gwintowania stali nierdzewnych gwintowniki spiralne są absolutnie nieodzowne: • wygniatanie: Protodyn® S Eco Inox • Gwintowanie: Paradur® X·pert M

Gwint z otworem znacznie głębszym od głębokości gwintu −−należy zastosować gwintownik do otworów ­przelotowych ze zmodyfikowanym nakrojem: • zredukować zeszlifowanie nakroju do wartości gwintownika do otworów nieprzelotowych • skrócić długość fazy do ok. 3 zwojów Zaleta: dłuższa żywotność krawędzi niż w przypadku gwintowników do otworów nieprzelotowych z rowkami o gęstych zwojach  Wada: wióry pozostają w otworze −−do materiałów dających krótki wiór, jak np. GG25 można również stosować narzędzia rowkowane bez nakroju: • Paradur® Eco CI −−oczywiście do tego typu obróbki mogą być również stosowane gwintowniki do otworów nieprzelotowych z rowkami o gęstych zwojach

84

Skośny wylot gwintu −−należy zastosować gwintownik o możliwie długiej części prowadzącej oraz maksymalnej stabilności   (np. Prototex® X·pert P, Prototex® X·pert M) • skosy do 30° nie sprawiają zasadniczo problemów −−alternatywa: Frezowanie gwintu

Gwint z nacięciem −−gwinty z nacięciem należy wykonywać przy użyciu narzędzi z rowkami o gęstych zwojach: • Paradur® X·pert M • Paradur® X·pert P • Paradur® Eco Plus

85

Informacje techniczne – gwintowanie

Siły występujące w procesie gwintowania

Programowanie posuwu w przypadku zastosowania uchwytów kompensacyjnych

Podczas gwintowania występują uwarunkowane przez narzędzie siły osiowe. W gwintownikach prawoskrętnych siła osiowa skierowana jest w kierunku posu-

W przypadku zastosowania oprawek do gwintowania z kompensacją długości należy uwzględnić występujące podczas obróbki, uwarunkowane przez narzędzie siły osiowe.

wu. W przypadku gwintowników z nakrojem siła ta jest skierowana w stronę przeciwną do kierunku posuwu.

Kierunek obrotów

W gwintownikach spiralnych do otworów nieprzelotowych powstaje siła osiowa zgodna z kierunkiem posuwu. Sile tej należy przeciwdziałać przez zaprogramowanie wartości ujemnej.

Siła skrawania Siła osiowa Siła promieniowa

Uwarunkowana przez narzędzie siła osiowa Siły występujące w procesie w przypadku gwintowników prawoskrętnych

Siły występujące w procesie w przypadku gwintowników z nakrojem

Jeśli stosowane są uchwyty kompensacyjne siły osiowe mogą doprowadzić do tego, że nacięty gwint będzie zbyt duży – co jest nazywane zniekształceniem osiowym. Zniekształceniu osiowemu sprzyja stoso-

Element obrabiany

Gwintownik

Gwint zniekształcony osiowo w ­przypadku narzędzi prawoskrętnych: odkształcenia na spodniej stronie boku zarysu gwintu

Dalsze informacje na temat odkształceń oraz sposobów zapobieganie można znaleźć na stronie 91 (Problemy i rozwiązania w zakresie gwintowania). 86

Typowe wartości posuwu dla tego przypadku obróbki zawierają się w przedziale pomiędzy 90 i 98 % posuwu teoretycznego. Posuw teoretyczny można określić na podstawie poniższego wzoru:

wanie narzędzi z rowkami o gęstych zwojach, z dużym kątem przyłożenia do materiałów miękkich lub też nieodpowiednia obróbka krawędzi skrawających.

Element obrabiany

Maszyna zaprogramowana na 90-98 %

Gwintownik

Gwint zniekształcony osiowo w ­przypadku gwintowników lewoskrętnych lub gwintowników z nakrojem: odkształcenia na górnej powierzchni boku zarysu gwintu

vf = n x p

n = prędkość obrotowa; p = skok gwintu

W przypadku narzędzi lewoskrętnych, wzgl. w przypadku gwintowników z nakrojem proporcje te ulegają odwróceniu – powstają siły osiowe skierowane w stronę przeciwną do kierunku posuwu.

Uwarunkowana przez narzędzie siła osiowa

Maszyna zaprogramowana na 100 %

W tym przypadku zaleca się zaprogramowanie wartości teoretycznego posuwu.

87

Informacje techniczne – gwintowanie

Modyfikacje

Powstawanie wiórów

Sfazowanie ­negatywne (Secur Fase)

Skrócony nakrój

Redukcja kąta ­ ochylenia linii p ­śrubowej w nakroju

Wióry są zwijane ciasno, krótkie wióry

Wióry są zwijane ciasno, mniej wiórów

Wióry są zwijane ciasno, krótkie wióry

Gwint skośny

Rowek wiórowy ­niepowlekany

Bez zmian

Wióry są zwijane ciasno, krótkie wióry

niepowlekane:

Trwałość powlekane:

niepowlekane:

Jakość gwintu powlekane:

Grubość warstwy skrawania Moment obrotowy

Przykład ­zastosowania

Zapobieganie zwijaniu się wiórów w stalach konstrukcyjnych, takich jak St52, C45, itp.

Gwint prawie do dna otworu, polepszone właściwości odprowadzania wiórów

Optymalizacja tworzenia wiórów w stalach i w aluminium

Problemy z wyłamywaniem lub narostami w części prowadzącej

Optymalizacja tworzenia wiórów w stalach, obróbka wałów korbowych

Narzędzia ­standardowe z odpowiednią modyfikacją

Paradur® Secur Paradur® HSC Prototex® HSC

Wszystkie narzędzia o kształcie nakroju E/F

Paradur® Ni 10 Paradur® HSC

Paradur® Eco Plus Paradur® X·pert M Paradur® Synchrospeed

Wszystkie narzędzia niepowlekane, jak również Paradur® ­Synchrospeed (TiN-vap)

wzrost

88

poziom niezmieniony

spadek

duży spadek

89

Informacje techniczne – gwintowanie

Problemy i rozwiązania Kontrolowane odprowadzanie wiórów: Kontrolowane odprowadzanie wiórów stanowi w przypadku gwintowania otworów nieprzelotowych, a przede wszystkim w przypadku głębokich otworów nieprzelotowych w materiałach dających długi wiór, podstawowe zagadnienie. Problemy związane z kontrolowanym odprowadzaniem wiórów objawiają się skłębionymi wiórami, występującymi niespodziewanie skokami momentu obrotowego, wyłamywaniem zębów w części prowadzącej i/lub całkowitymi pęknięciami. Rozwiązanie: W celu zoptymalizowania kontrolowanego odprowadzania wiórów można zmodyfikować gwintowniki standardowe* lub też stworzyć nowe konstrukcje: −−zeszlifowanie w celu redukcji kąta pochylenia linii śrubowej, co umożliwia uzyskiwanie krótszych wiórów −−redukcja kąta natarcia w celu uzyskania ciaśniej zwiniętych i krótszych wiórów −−w przypadku narzędzi o rowkach słabo skręconych lub prostych można powyższe działania połączyć i uzupełnić o osiowe doprowadzanie chłodziwa, dzięki czemu polepsza się wypłukiwanie krótkich wiórów; przede wszystkim w przypadku produkcji masowej jest to sprawdzona metoda podnoszenia poziomu bezpieczeństwa procesu oraz wydajności produkcji −−wyszlifowanie rowka wiórowego wzgl. czysta redukcja kąta pochylenia linii śrubowej; dzięki temu powstają wióry łatwiejsze do odprowadzania −−zastąpienie powłoki TiN/TiCN przez THL, ponieważ THL ma lepsze właściwości tworzenia wiórów; zastosowanie narzędzi bez powłoki lub waporyzowanych zamiast powlekanych −−skrócenie nakroju (przeróbka) – ­powstaje mniej oraz grubsze wióry

Obowiązuje zasada: Im wyższa jest wytrzymałość materiału oraz im niższe jest wydłużenie przy zerwaniu w przypadku materiału, tym łatwiej jest zapewnić kontrolę wiórów. Najtrudniejsze jest kontrolowane odprowadzanie wiórów w miękkich stalach konstrukcyjnych, stalach niskostopowych oraz nierdzewnych o niskiej wytrzymałości. Im więcej wpływu na powstawanie wiórów mają wymienione uprzednio działania, tym gorsza jest jakość powierzchni gwintu. Dlatego też działania te należy koniecznie uzgodnić z wymaganiami klienta. −−redukcja ilości rowków wiórowych (nowa konstrukcja), wzrasta grubość wiórów oraz stabilność narzędzia −−zastosowanie narzędzi ze sfazowaniem negatywnym (np. Paradur® Secur) −−Wygniatanie lub frezowanie gwintów:  Materiały, w przypadku których kontrolowane odprowadzanie wiórów podczas gwintowania otworów nieprzelotowych stanowi problem, można najczęściej obrabiać stosując gwintowanie bezwiórowe. Jeśli wygniatanie gwintów jest niedozwolone, można w celu rozwiązania problemu zastosować frezowanie gwintów. W tym przypadku, ze względu na sam proces, powstają krótkie wióry.

Przykład wyłamań podczas problemów   z kontrolowanym odprowadzaniem wiórów

Odkształcenia: Geometria gwintowników jest dostosowana do określonych przypadków zastosowania. W przypadku nieprawidłowego zastosowania gwintownik może wytwarzać zbyt duży gwint – mówimy wtedy o odkształceniu. Uwaga: Odkształcenie wykluczone jest w dużej mierze podczas wygniatania, frezowania gwintów oraz podczas gwintowania synchronicznego. Odkształcanie występuje najczęściej w przypadku gwintowników do otworów nieprzelotowych o większej gęstości zwojów. Powstająca ze względu na kąt pochylenia linii śrubowej siła osiowa na kierunku posuwu może wciągać gwintownik w otwór szybciej, niż odpowiadałoby to rzeczywistemu skokowi – mówimy wtedy o efekcie korkociągu i tzw. odkształceniu osiowym. W gwintownikach do otworów przelotowych ze względu na geometrię siły osiowe oddziałują w kierunku przeciwnym do kierunku posuwu, co może również prowadzić do odkształcenia osiowego. Zniekształceniu osiowemu sprzyja stosowanie narzędzi z gwintowników z dużym kątem przyłożenia do materiałów miękkich

Gwint w otworze nieprzelotowym ze ­odkształceniem osiowym

lub też nieodpowiednia obróbka krawędzi skrawających. Gwintowniki, które z wymienionych powyżej powodów ulegają odkształceniu, wytwarzają systematycznie zbyt duży gwint. Sporadyczne odkształcanie może występować, jeśli na narzędzie oddziałują jednostronne siły promieniowe ze względu na spiętrzenie wiórów lub ze względu na narosty materiału – nazywane jest to odkształceniem promieniowym. Rozwiązanie: −−obróbka synchroniczna −−stosować narzędzia dobrane do ­materiału −−dobrać odpowiednią powłokę (zapobiegającą odkształceniu osiowemu) −− zoptymalizować odprowadzanie wiórów (zapobiega odkształcaniu promieniowemu) −−zastosować gwintownik o mniejszym kącie pochylenia linii śrubowej −−zastosować gwintowniki o obróbce specjalnej: • Paradur® X·pert P; Paradur® Eco Plus • Prototex® X·pert P; Prototex® Eco HT −−Frezowanie gwintu −−Wygniatanie

Gwint w otworze przelotowym ze   odkształceniem osiowym

* Modyfikacje zostały dokładnie omówione i przedstawione na str. 88-89. 90

91

Informacje techniczne – gwintowanie

Problemy i rozwiązania Powierzchnia gwintu: Na powierzchnię gwintu wpływ mają: −−metoda wytwarzania: gwintowanie, wygniatanie, frezowanie −−zużycie narzędzia −−geometria −−powłoka −−materiał obrabiany −−chłodziwo oraz jego dostępność   w obszarze użytkowym narzędzia Uwaga: Podczas gwintowania i wygniatania nie ma prawie możliwości wpływania na jakość powierzchni za pośrednictwem parametrów skrawania. W przeciwieństwie do tego podczas frezowania gwintów można niezależnie od siebie dobrać prędkość skrawania oraz prędkość posuwu.

Optymalizacja jakości powierzchni podczas gwintowania: −−zastąpić gwintowanie wygniataniem lub frezowaniem gwintu −−zwiększyć kąt natarcia −−mniejsza grubość warstwy skrawania dzięki dłuższemu nakrojowi lub zwiększona ilość rowków (w przypadku gwintowników do otworów nieprzelotowych powoduje to jednakże pogorszenie właściwości powstawania wiórów) −−powłoki TiN i TiCN wytwarzają w stali z reguły najlepsze powierzchnie (w aluminium najlepsze powierzchnie wytwarzają narzędzia niepowlekane lub z powłoką CrN i DLC)

Gwintownik z powłoką TiCN w AlSi7

Gwintownik z powłoką DLC w AlSi7

−−zwiększyć ilość emulsji lub zastosować zamiast emulsji olej −−doprowadzić chłodziwo bezpośrednio do obszaru roboczego −−wymieniać wcześniej narzędzie na nowe

Ścieranie: Wysoka twardość zapewnia dużą odporność na ścieranie, a tym samym długi okres żywotności. Wzrost twardości prowadzi jednakże z reguły do zmniejszenia ciągliwości. W przypadku małych wymiarów i narzędzi z rowkami o gęstych zwojach niezbędna jest większa ciągliwość, gdyż w przeciwnym razie mogą nastąpić całkowite złamania.

Przykład zużycia w następstwie ścierania

Natomiast w przypadku wygniataków, narzędzi o rowkach prostych i z rowkami o rzadkich zwojach, a także stosowanych do obróbki materiałów ścieralnych o małej wytrzymałości twardość narzędzia można z reguły bez problemów zwiększyć.

Narosty na narzędziu: W zależności od obrabianego materiały rozwiązania problemu dostarczają specjalne powłoki oraz sposoby obróbki powierzchni: −−Aluminium i stopy aluminium:   niepowlekane, CrN, DLC, WC/C −−miękkie stale i stale nierdzewne: vap −−miękkie stale konstrukcyjne: CrN

Przykład narostów

Niektóre z proponowanych sposobów postępowania prowadzą wprawdzie do poprawy jakości powierzchni, jednakże idą w parze z pogorszeniem kontroli odprowadzania wiórów – co jest problematyczne przede wszystkim w przypadku głębokich otworów nieprzelotowych. Także i w tym przypadku należy dążyć do kompromisu przy uwzględnieniu oczekiwań klienta.

92

93

Informacje techniczne – wygniatanie gwintów

Podstawy metod Wygniatanie gwintów to proces bezwiórowego wytwarzania gwintów wewnętrznych w następstwie obróbki plastycznej na zimno. W następstwie wypierania materiału następuje jego płynięcie. W wyniku tego powstaje zagęszczony profil gwintu. Dlatego też można zrezygnować z niezbędnych podczas gwintowania rowków wiórowych, co wpływa pozytywnie na stabilność narzędzia.

W wyniku utwardzania na zimno w połączeniu z nieprzerwanym przebiegiem struktury formowanego gwintu (patrz rysunek na dole po prawej stronie), wzrasta zarówno odporność połączenia w sytuacji obciążenia statycznego, jak również wytrzymałość

zmęczeniowa w przypadku obciążenia dynamicznego. Przeciwieństwem tej sytuacji jest przerywany przebieg struktury, jaki występuje w przypadku gwintowania oraz frezowania gwintów (patrz rysunek na dole po lewej stronie.

Bruzdy

Należy zwrócić uwagę na to, że w gwintach wygniatanych w obszarze grzbietu zawsze powstaje bruzda. Dlatego też wygniatanie nie jest dopuszczalne we wszystkich branżach. Konkretne ograniczenia zostały wymienione obok.

94

Wygniatanie gwintów jest predystynowane do produkcji masowej – a więc na przykład w przemyśle samochodowym. Ze względu na bezwiórowe wytwarzanie gwintów w połączeniu z wysoką stabilnością narzędzia dzięki zamkniętemu profilowi wielobocznemu możliwa jest realizacja nadzwyczaj niezawodnych procesów. Ponadto, w porównaniu do gwintowania, częstokroć można zastosować wyższe parametry skrawania przy równocześnie wydłużonej żywotności. Podczas wygniatania niezbędny jest ok. 30 % wyższy moment obrotowy w porównaniu do gwintowania. Uwaga: W przypadku wygniatania tolerancja otworu pod gwint jest mniejsza w porównaniu do gwintowania i frezowania gwintów. Dlatego też wygniatanie nie jest alternatywą bardziej ekonomiczną we wszystkich przypadkach. Konieczne jest więc rozpatrzenie każdego przypadku zastosowania. Wzory obliczania niezbędnych otworów pod gwint można znaleźć na str. 70-71.

Różne formy nakroju są uzasadnione w różnych przypadkach zastosowań: −−Forma D, 3,5 - 5,5 zwoju:   gwinty przelotowe −−Forma C, 2 - 3,5 zwoju:   gwinty nieprzelotowe i przelotowe −−Forma E, 1,5 - 2 zwoje:   gwinty nieprzelotowe Około 65 % wszystkich stosowanych w przemyśle materiałów umożliwia formowanie. Granice metody zostały wskazane poniżej: −−kruche materiały o wydłużeniu przy zerwaniu mniejszym niż 7 %, jak np.: • żeliwo szare GG • stopy Si o zawartości Si > 12 % • stopy miedzi i cynku dające krótki wiór • duroplasty −−skok gwintu > 3 mm (wygniatanie jest bardzo ekonomiczną metodą w przypadku skoku ≤ 1,5 mm) −−wytrzymałość na rozciąganie > 1200 - 1400 N/mm² Typowe materiały do wygniatania gwintów to: −−Stal −−Stal nierdzewna −−miękkie stopy miedzi −−stopy aluminium do obróbki plastycznej

−−przemysł spożywczy i technika medyczna (gromadzenie się zarodków w obszarze bruzdy) −−automatyczne skręcanie podzespołów (możliwe zakleszczenie śruby w bruździe) −−niedozwolone w przemyśle lotniczym

95

Informacje techniczne – wygniatanie gwintów

Wpływ średnicy otworu wstępnego Średnica wywierconego wstępnie otworu pod gwint ma duży wpływ na proces powstawania gwintu. Z jednej strony wpływa na niezbędny moment obrotowy

oraz żywotność gwintownika, z drugiej natomiast również na ukształtowanie gwintu. Zależności te przedstawiono obrazowo na wykresie.

Zgodnie z normą DIN 13-50 w przypadku gwintów wygniatanych dozwolone są większe średnice rdzenia, niż w przypadku gwintowania. W związku z tym w gwincie wygniatanym o klasie tolerancji 6H należy wprawdzie zachować minimalną średnicę

rdzenia gwintu w klasie tolerancji 6H, jednakże maksymalna średnica rdzenia gwintu opiera się na klasie tolerancji 7H. Zależność ta została przedstawiona na poniższym wykresie na przykładzie.

Przykład dopuszczalnej średnicy rdzenia na podstawie wymiaru M6-6H Gwintowanie

5,217

Wymiar minimalny

Wymiar znamionowy

Wymiar maksymalny

Średnica otworu pod gwint

Średnica rdzenia w mm

5,2

Moment obrotowy

Wygniatanie

5,25

Żywotność

5,153

5,15 5,1 5,05 5 4,95

4,917

4,917

4,9 4,85 4,8 4,75

min.*

Minimalna średnica rdzenia 6H

Maksymalna średnica rdzenia 6H

Minimalna średnica rdzenia 6H

Maksymalna średnica rdzenia 7H

maks.*

* Tolerancja wytworzonej średnicy rdzenia wg DIN 13-50

Przykład: M16 x 1,5-6H, 42CrMo4; Rm = 1100 N/mm2 Ø otw. wstępnego: 15,22 mm –> Ø rdzenia: 14,37 mm

Ø otw. wstępnego: 15,3 mm –> Ø rdzenia: 14,51 mm

Ø otw. wstępnego: 15,34 mm –> Ø rdzenia: 14,62 mm

Uwaga: Zależność średnicy otworu oraz średnicy rdzenia gwintu: Jeśli zostanie wywiercony otwór pod gwint większy o 0,04 mm, średnica rdzenia gwintu zwiększy się (po uformowaniu) o co najmniej 0,08 mm – a więc co najmniej o współczynnik 2.

96

Praktyczna wskazówka: Przede wszystkim w produkcji masowej opłacalne jest zoptymalizowanie średnicy otworu wstępnego. Obowiązuje przy tym zasada: Średnica otworu wstępnego powinna być na tyle duża, na ile to możliwe, i na tyle mała, na ile to niezbędne. Im większa średnica otworu wstępnego, tym: −−dłuższy okres trwałości narzędzia −−łatwiejszy i bezpieczniejszy proces wygniatania −−niższy niezbędny moment obrotowy Należy zwracać uwagę na to, aby gwint spełniał wymogi ­weryfikowane za pomocą sprawdzianu!

Zalecane średnice otworów można znaleźć w tabeli na str. 116.

97

Informacje techniczne – wygniatanie gwintów

Informacje techniczne – wygniatanie gwintów

Modyfikacje

Problemy i rozwiązania

Graficzna prezentacja

Skutek

Efekt uboczny

Nakrój o kształcie D

wydłużona trwałość

nieznacznie wydłużony czas cyklu

Forma ­nakroju E

gwint prawie do dna otworu oraz nieznacznie krótszy czas cyklu

spadek trwałości

­Promieniowe wyloty ­chłodziwa

polepszone warunki chłodzenia i smarowania (do głębokich gwintów i wymagających materiałów)

wyższe koszty narzędzi

Rowki smarujące w trzpieniu

lepsze warunki chłodzenia i smarowania (nie tak efektywne, jak w przypadku promieniowych wylotów chłodziwa)

Wydłużona długość całkowita

możliwość obróbki miejsc trudno dostępnych

Powłoki oraz rodzaje ­obróbki powierzchni

dostosowanie powłoki do konkretnego przypadku zastosowania

98

–

–

ew. wyższe koszty narzędzi

Zasadniczo wygniatanie gwintów zapewnia nadzwyczajne bezpieczeństwo procesu. Przede wszystkim w przypadku głębokich otworów nieprzelotowych, w miękkich lub ciągliwych materiałach, w których podczas gwintowania najczęściej występują problemy z odprowadzaniem wiórów, najwyraźniej ujawniają się zalety wygniatania gwintów. Dlatego też wygniatanie jest samo w sobie postrzegane jako prawdziwe rozwiązanie problemów. Jest to również ciekawy przypadek techniczny, że akurat te materiały, które przysparzają najwięcej kłopotów w związku z transportem wiórów – jak np. St52, 16MnCr5, C15 – nadają się dobrze do wygniatania. Wygniatanie ma swe zalety także wtedy, gdy oczekiwana jest bardzo wysoka jakość powierzchni. Chropowatość gwintów wygniatanych jest z reguły znacznie niższa, niż gwintów nacinanych. Pomimo zalet, jakie wynikają z bezwiórowego wytwarzania gwintów, podczas wygniatania należy przestrzegać pewnych punktów, aby zapewnić bezpieczny proces obróbki: −−średnica otworu wstępnego ma w porównaniu z gwintowaniem mniejszą tolerancję (np. w przypadku M6 ± 0,05 mm) −− w otworze nieprzelotowym nie mogą pozostać wióry po wierceniu; można to zagwarantować stosując wiertło spiralne z chłodzeniem wewnętrznym, wzgl. wygniatak z osiowym wylotem chłodziwa; w tym ostatnim przypadku wygniatak przed operacją wygniatania należy na krótki czas ustawić nad otworem pod gwint

−−niezbędny moment obrotowy jest w przypadku wygniatania wyższy, niż podczas gwintowania; w razie potrzeby należy podnieść wartość ustawienia oprawki −−stosując wygniatanie należy więcej uwagi poświęcić chłodziwu oraz doprowadzaniu chłodziwa; krótkotrwała praca ja sucho ma o wiele większe konsekwencje, niż w przypadku gwintowania. Ma to związek z tym, że na wygniatane krawędzie oddziałują większe naciski powierzchniowe, oraz z tym, że rowki smarujące w przypadku wygniatania mają mniejszy przekrój, niż rowki wiórowe w procesie gwintowania. Ze względu na mniejsze rowki smarujące wygniatak ma większą stabilność, która jest również niezbędna ze względu na wyższy moment obrotowy. Większe rowki smarujące doprowadziłyby w wyniku oddziaływania dużych sił do łatwego wyłamania krawędzi. Szczegółowe informacje na temat chłodzenia i smarowania można znaleźć na str. 60. −−wartość tarcia zmniejsza się dla każdej powłoki wraz ze wzrostem temperatury; dlatego też wyższe prędkości wygniatania mogą skutkować również dłuższymi okresami trwałości −−znani producenci samochodów wymagają często utrzymania określonej wysokości nośnej gwintu; przy zastosowaniu narzędzi standardowych nie można tego zawsze zagwarantować w sposób bezpieczny dla procesu Uwaga: Walter Prototyp jest w stanie spełnić wymogi producentów samochodów dzięki profilom specjalnym.

99

Informacje techniczne – wygniatanie gwintów

Informacje techniczne – frezowanie gwintów

Problemy i rozwiązania

Podstawy metod

Przypadku graniczne wygniatania: Trudno jest wyznaczyć jednoznaczne granice dla wygniatania, ponieważ zawsze istnieją wyjątki, w przypadku których granice te są pomyślnie przekraczane – lub też nie są w ogóle osiągane. −−Wytrzymałość na rozciąganie   W zależności od materiału oraz warunków smarowania granica wynosi ok. 1200 N/mm². Znane są jednakże przypadki wygniatania z powodzeniem w stali nierdzewnej przy użyciu wygniataków HSS-E oraz w uchodzącym za trudnoskrawalny stopie Inconel 718 przy użyciu wygniataków pełnowęglikowych. Obydwa materiały mają wytrzymałość ok. 1450 N/mm². −−Wydłużenie przy zerwaniu   Ogólnie dla wydłużenia przy zerwaniu określana jest wartość minimalna 7 %. Jednakże także i tu znane są przypadki, gdy wygniatanie wykonywano np. w żeliwie GGG-70 o wydłużeniu przy zerwaniu jedynie 2 %. Naocznie można było jednakże w tym przypadku rozpoznać drobne pęknięcia na zarysie bocznym gwintu, które zostały zaakceptowane przez użytkownika. W takich przypadkach nie należy jednakże brać za punkt wyjścia podwyższonej wytrzymałości w następstwie wygniatania. −−Skok oraz profil gwintu   W przypadku skoku większego niż 3 do 4 mm należy wskazane powyżej granice dla wytrzymałości na rozciąganie skorygować w dół. Rodzaje gwintu o stromym zarysie bocznym gwintu (np. 30° w gwintach trapezowych) należy sprawdzić w każdym przypadku jednostkowym. −−Zawartość Si  Stopy odlewnicze AlSi nadają się dobrze do wygniatania, jeśli zawartość krzemu nie przekracza 10 %. Jednakże i tu znane są sytuacje, w których zawartość 100

Si znajdowała się na poziomie 12-13 %. Należy jednak liczyć się wtedy z utratą jakości powierzchni oraz wytrzymałości połączenia gwintu. −−Bruzdy   Występujące w sposób nieunikniony bruzdy na grzbiecie gwintu mogą sprawiać problemy, gdy śruby są wkręcane w sposób automatyczny. Pierwsze zwoje gwintu wkręcają się niekiedy w te bruzdy.   Gwintów wygniatanych unika się również w przypadku elementów wytwarzanych dla przemysłu spożywczego i na potrzeby techniki medycznej, ponieważ nie można w sposób niezawodny usunąć zanieczyszczeń gromadzących się w bruzdach. Uwaga: Walter Prototyp jest w stanie zaprojektować narzędzia specjalne, w przypadku których bruzdy te po spełnieniu określonych warunków są zamykane. Są znane przypadki, gdy klienci z tego względu dopuszczali wygniatanie gwintów, zmieniając swe pierwotne podejście.

Profil gwintu wykonanego wygniatakiem standardowym

Profil gwintu wykonanego wygniatakiem specjalnym

−−Przemysł lotniczy   W przemyśle lotniczym wygniatanie gwintów jest niedozwolone. Zmiany strukturalne, jakie występują podczas wygniatania lub spawania, muszą być w tym przypadku z zasady eliminowane

Podstawowe aspekty frezowania gwintów: −−wymagana obrabiarka ze sterowaniem 3D-CNC (aktualnie to rozpowszechniony standard) −− możliwe konwencjonalne frezowanie gwintów o głębokości do ok. 2,5 x DN, frezowanie z zastosowaniem frezów obwiedniowych do gwintów o głębokości do ok. 3 x DN

−−wyższe koszty narzędzi w porównaniu z gwintowaniem −−w przypadku gwintów o małym skoku i dużych wymiarach frezowanie gwintów jest niejednokrotnie szybsze, niż gwintowanie i wygniatanie

W przeciwieństwie do gwintowania i wygniatania podczas frezowania gwintów skok sterowany jest przez sterownik CNC. P = skok P

Gwintowanie: Skok gwintu O jest wytwarzany przez gwintownik/wygniatak.

Teoretycznie można zastosować frez przeznaczony do gwintów wewnętrznych również do wykonania gwintu zewnętrznego. Wytworzone w ten sposób gwinty nie odpowiadają jednakże normie, ponieważ gwinty zewnętrzne w celu zminimalizowania spiętrzenia naprężeń w rdzeniu są zaokrąglone i wytwarzana jest zbyt mała średnica zewnętrzna.

T = podział = skok P

Frezowanie gwintu: Skok gwintu P jest wytwarzany przez sterownik CNC (program cyrkulacji).

Śruba

Nakrętka

Ponieważ jednakże sprawdzian do gwintów sprawdza gwint na podstawie średnicy podziałowej, zgodność ze sprawdzianem pozostaje zachowana.

101

Informacje techniczne – frezowanie gwintów

Podstawy metod Podczas frezowania gwintów, inaczej niż podczas gwintowania i wygniatania, wraz ze wzrastającą wielkością gwintu niezbędny moment obrotowy wzrasta jedynie

umiarkowanie. Dlatego też możliwe jest wykonywanie również dużych gwintów na maszynach o mniejszej mocy napędowej.

Moment obrotowy

Gwintowanie

Frezowanie gwintu

Korekcja posuwu Ponieważ frezowanie gwintów odbywa się po torze kolistym, w związku z czym ostrze pokonuje dłuższą drogę, niż środek narzędzia, należy rozróżnić kwestię posuwu konturu oraz posuwu środka narzędzia. Ponieważ posuw narzędzia zawsze odnosi się do punktu środkowego narzędzia, posuw frezowania należy zredukować.

Uwaga: Podczas frezowania gwintu na trzpieniu proporcje te są dokładnie odwrotne.

Posuw konturu (vf) Tor punktu środkowego (vm)

.

Wielkość gwintu

ion

= m D zna ø

Frezowanie gwintów to nadzwyczaj bezpieczny proces produkcji. Powstają w nim z reguły krótkie wióry, w związku z czym odprowadzanie wiórów nie stanowi problemu. Do frezowania

gwintów nie są ponadto niezbędne specjalne oprawki zaciskowe – prawie wszystkich typowych oprawek frezarskich można używać także do frezowania gwintów.

d=

ø fre

zu

Rozróżnia się dwa zasadnicze procesy frezowania:

Frezowanie przeciwbieżne (w przypadku gwintu prawoskrętnego od góry na dół) Frezowanie przeciwbieżne jest preferowane do obróbki materiałów hartowanych lub w celu zapobieżenia powstawaniu gwintu o kształcie stożkowym.

Frezowanie współbieżne (w przypadku gwintu prawoskrętnego od dołu do góry) Frezowanie współbieżne zwiększa trwałość i zapobiega powstawaniu karbów, sprzyja jednak stożkowemu kształtowi gwintów.

Walter GPS uwzględnia tę redukcję automatycznie podczas tworzenia programu CNC. Niektóre sterowniki CNC redukują posuw automatycznie z tego samego powodu. Redukcję posuwu na torze kolistym należy wtedy wyłączyć w programie CNC za pomocą odpowiedniego poleczenia G. To, czy maszyna koryguje posuw automatycznie, można sprawdzić przez porównanie obliczonego przez GPS czasu cyklu z rzeczywistym czasem cyklu.

Praktyczna wskazówka: Aby stwierdzić, czy obrabiarka koryguje posuw automatycznie, można przetestować program podczas wprowadzania bez cyklu roboczego. Porównanie rzeczywistego czasu cyklu z czasem cyklu obliczonym przez program Walter GPS wskazuje, czy konieczne jest dostosowanie posuwu w programie CNC.

Uwaga: Program Walter GPS ustala automatycznie prawidłowy proces dla każdego przypadku obróbki i uwzględnia przy tym zarówno szczegóły specyficzne dla narzędzia, jak również specyficzne dla rodzaju obróbki.

102

103

Informacje techniczne – frezowanie gwintów

Podstawy metod W celu redukcji oddziałujących na narzędzie sił promieniowych można dokonać podziału skrawania: Osiowy podział skrawania

Uwaga: W przypadku osiowego podziału skrawania należy zwracać uwagę na to, aby frez do gwintów był zawsze przemieszczany o wielokrotność skoku.

Ze względu na siły skrawania normalne jest, że frez do gwintów jest odpychany w mniejszym stopniu przy trzpieniu, niż przy przedniej krawędzi skrawającej. Powoduje to powstawanie gwintu stożkowego. W przypadku konwencjonalnego frezu

do gwintów należy więc podczas obróbki stali liczyć się z wartością stożkowatości ok. 1/1000 mm na każdy milimetr głębokości gwintu. Jest to spowodowane działającymi na frez do gwintów siłami promieniowymi.

kontur teoretyczny

kontur rzeczywisty 1. skrawanie

2. skrawanie

Promieniowy podział skrawania 3/4

4/4

1. skrawanie  frezowanie ­przeciwbieżne 2. skrawanie   frezowanie ­współbieżne

1. skrawanie

2. skrawanie

Zalety: −−możliwość wytwarzania gwintów o większej głębokości −−zredukowane niebezpieczeństwo złamania narzędzia −− frezowanie jest możliwe również w przypadku stosunkowo niestabilnego mocowania −−zapobiega powstawaniu stożkowych gwintów

Aby przeciwdziałać temu zjawisku fizycznemu, geometria frezy do gwintów mają już lekko stożkową geometrię. W przypadku utrudnionych warunków obróbki może być jednakże pomimo to konieczne, aby zapobiegać temu zjawisku za pomocą następujących działań: −−(wielokrotny) promieniowy podział skrawania −−wszystkie operacje skrawania promieniowego wykonywane w sposób przeciwbieżny −−na koniec procesu wykonanie operacji jałowego skrawania bez dodatkowego dostawienia

Uwaga: Alternatywnie można zastosowań również frez obwiedniowy do gwintów (TMO), który umożliwia wytworzenie gwintu cylindrycznego aż do dna otworu. Wymienione powyżej działania wprawdzie zwiększają czas cyklu, są jednakże w niektórych przypadkach nieuniknione, jeśli nie jest możliwe zapewnienie w inny sposób zgodności gwintu ze sprawdzianem. Stożkowaty kształt gwintu jest problematyczny podczas sprawdzania gwintu sprawdzianem przede wszystkim w odniesieniu do gwintów o wąskim zakresie tolerancji oraz w przypadku materiałów trudnych do obróbki (np. Inconel).

Wady: −−zwiększone zużycie narzędzia −−dłuższy czas produkcji 104

105

Informacje techniczne – frezowanie gwintów

Informacje techniczne – frezowanie gwintów

Zniekształcenia profilu

Programowanie CNC

Ze względu na ukośne frezowanie zgodnie z kątem pochylenia profil gwintu narzędzia jest przenoszony na element w sposób

Brak skoku – brak zniekształcenia profilu

zniekształcony. To tzw. zniekształcenie profilu zostało przedstawione poniżej na podstawie przykładu.

Skok P = 12 – występuje zniekształcenie profilu

Uwaga: Im bardziej średnica frezu zbliża się do średnicy znamionowej gwintu i im większy jest skok gwintu, tym wyraźniejsze jest zniekształcenie profilu.

Programowanie CNC z zastosowaniem programu Walter GPS Zasadniczo zaleca się tworzenie programów CNC przy użyciu oprogramowania Walter GPS. Jest to całkowicie uzasadnione, ponieważ GPS, w przeciwieństwie do predefiniowanych cykli maszyn, uwzględnia stabilność narzędzia, i w przypadku ewentualnego przeciążenia narzędzia przewiduje redukcję parametrów skrawania lub też promieniowy podział skrawania. Uwaga: W przypadku stałego posuwu na ostrze zaleca się wprowadzenie promieniowego podziału skrawania, zamiast wyboru operacji skrawania i redukcji wartości posuwu na ostrze. Jeśli posuw na ostrze jest niski, powoduje to ponadproporcjonalne zużycie ostrza.

Walter GPS umożliwia nawet niedoświadczonym użytkownikom pewne i łatwe tworzenie programów do frezowania gwintów dla 7 różnych sterowników. W porównaniu z poprzednią wersją – CCS obsługa programu została znacznie ułatwiona. Ponadto automatycznie proponowana jest najbardziej ekonomiczna strategia wytwarzania gwintu. Każdy wiersz programu opatrzony jest komentarzami, dzięki czemu istnieje zawsze możliwość śledzenia ruchów maszyny (możliwość wyboru różnych języków). Poniżej przedstawiono przykład programu CNC do frezowania gwintu wewnętrznego dla sterownika zgodnego z DIN 66025.

Aby wykonać precyzyjny gwint, należy przestrzegać następujących zasad: Gwint metryczny: średnica frezu ≤ 2/3 x średnica znamionowa gwintu Gwint metryczny drobnozwojny: średnica frezu ≤ 3/4 x średnica znamionowa gwintu Przykład zniekształcenia profilu w gwincie M18 x 1,5 Średnica   frezu do gwintów w mm

Przemieszczenie boku zarysu gwintu w następstwie zniekształcenia profilu w mm

16

0,0386

14

0,0167

Za pomocą małych frezów do gwintów można teoretycznie wytwarzać gwinty dowolnie duże. Jednakże żywotność narzędzia zmniejsza się wraz ze wzrostem

wielkości gwintu, a ponadto jego stabilność oraz długość krawędzi skrawającej stanowią czynniki ograniczające.

Uwaga: Gwinty specjalne oraz gwinty o małym kącie boku zarysu gwintu wymagają, ze względu na zniekształcenie profilu, sprawdzenia pod względem technicznych możliwości wykonania. 106

107

Informacje techniczne – frezowanie gwintów

Informacje techniczne – frezowanie gwintów

Programowanie CNC

Modyfikacje

Promień programowany „Rprg.” Promień programowany – w skrócie „Rprg.” – to ważny element ustawień. Rprg. obliczany jest na podstawie średnicy podziałowej gwintu frezu do gwintów i umożliwia bezpośrednie wytwarzanie precyzyjnych gwintów. Nie jest niezbędne korzystanie z wartości korygującej. Rprg. można odczytać na chwycie narzędzia i wprowadzić podczas uzbrajania maszyny w trakcie tworzenia programu CNC do tabeli wartości narzędzi w sterowniku CNC. Wartość Rprg. jest zdefiniowana w taki sposób, aby w przypadku zastosowania w programie CNC uzyskiwany był najmniejszy obliczeniowy wymiar tolerancji gwintu. Jeśli program CNC jest tworzony przy użyciu oprogramowania GPS, wyświetlany jest wymiar korygujący, przy zastosowaniu którego możliwa jest do osiągnięcia średnia wartość tolerancji dla wybranej tolerancji gwintu. Wymiar korygujący należy odjąć od Rprg., a następnie wprowadzić skorygowaną wartość Rprg. do sterownika CNC.

108

W trakcie eksploatacji narzędzia jego krawędzie skrawające ulegają zużyciu, narzędzie jest silniej odpychane, a gwinty są zbyt ciasne. Za pomocą redukcji wartości Rprg. można skompensować to zużycie, a wytwarzane gwinty będą w dalszym ciągu precyzyjne. Zaleca się skoki korekty o wartości rzędu 0,01 mm. W przypadku małych narzędzi korekta wartości Rprg. nie jest możliwa na tyle często, jak w większych narzędziach, ponieważ wzrastają siły osiowe, a wraz z nimi niebezpieczeństwo złamania narzędzia. Jeśli zachodzi potrzeba ponownego naostrzenia narzędzia, zaleca się w związku z tym jego wymianę po upływie 80 % jego maksymalnego okresu żywotności.

Graficzna prezentacja

Modyfikacja

Efekt

Pogłębiacz oraz ostrze do planowania

Pogłębianie i planowanie w jednym narzędziu

Rowki smarujące w trzpieniu

Ukierunkowane chłodzenie bez osłabienia przekroju narzędzia w obszarze krawędzi skrawającej

Promieniowe wyloty chłodziwa

Ukierunkowane chłodzenie w przypadku gwintów przelotowych

Usunięte zwoje gwintu

Zredukowane siły skrawania, lecz dłuższy czas obróbki, ze względu na konieczność dwukrotnego przebiegu

Ostrze usuwające zadziory

Usuwanie niepełnego zwoju gwintu przy wlocie gwintu bez dodatkowej procedury roboczej

Pierwszy profil gwintu   wydłużony po stronie czołowej

Fazowanie otworu pod gwint

Wcięta szyjka

Umożliwia osiowe podziały skrawania – ma uzasadnienie w przypadku głębokich gwintów

109

Informacje techniczne – frezowanie gwintów

Problemy i rozwiązania

Zgodność ze ­sprawdzianem

Złamanie narzędzia

Gwint stożkowy

Wyłamywanie krawędzi ­skrawających

Krótka żywotność

Karby

Problem

Parametry skrawania/strategia/ustawienia

fz w [mm/ząb]

Gwint stożkowy Objaśnienia i rozwiązania problemu można znaleźć na str. 102-105.

vc w [m/min] Programowanie

Uwaga: Zastosowane narzędzi z serii TMO jest pod względem technicznym bardzo dobrą alternatywą, aby zapewnić wytwarzanie gwintów cylindrycznych.

Gwintowanie współbieżne Gwintowanie ­przeciwbieżne Podział skrawania

Chłodzenie i smarowanie: Problemy, jakie są związane z chłodzeniem i smarowaniem, jak również odpowiednie środki zapobiegawcze, zostały opisane na str. 59.

Promień progr. [Rprg.]

Element obrabiany

Chłodzenie Mocowanie

Obróbka materiałów twardych: −−stosować tylko narzędzia specjalnie przeznaczone do obróbki materiałów twardych (TMO HRC i frezy do gwintów Hart 10) −−obróbka w miarę możliwości przeciwbieżna (patrz zalecenia Walter GPS) −−wybrać największą dozwoloną średnicę otworu wstępnego −−w razie problemów z kształtem cylindrycznym gwintów wykonać jałowe skrawanie lub zastosować narzędzia z serii TMO HRC −−nie stosować chłodziwa, lecz usuwać twarde wióry z otworu za pomocą nawiewu powietrza lub MQL

Średnica otworu ­wstępnego Odprowadzanie wiórów Stabilność/geometria Wysięg narzędzia

Narzędzie

TMO – specjaliści od kompleksowych zadań: Narzędzia z serii TMO można często traktować w kategoriach rozwiązania problemów. Na przykład wtedy, gdy zachodzi potrzeba wykonania głębokiego gwintu, obróbki materiałów hartowanych lub też gdy konwencjonalne frezy do gwintów wytwarzają gwinty stożkowe. Bliższe informacje na ten temat można znaleźć na str. 36 i 102-105.

Kąt pochylenia linii śrubowej Powłoka Dokładność ruchu obrotowego

Legenda: sprawdzić

110

zredukować

poprawić/podwyższyć

preferowane zastosowanie

111

Informacje techniczne – załącznik

Wzory Prędkość obrotowa n [min-1]

n =

vc x 1000 d1 x ∏

[min-1]

Prędkość skrawania vc [m/min]

vc =

d1 x ∏ x n 1000

[m/min]

Prędkość posuwu vf [mm/min]

112

vf =

pxn

[mm/min]

Informacje techniczne – załącznik

Średnice rdzenia podczas gwintowania i frezowania gwintów M

Oznaczenie wg DIN 13

MF

Średnica rdzenia dla gwintów wewnętrznych (mm) 6H min. 6H maks.

Ø wiertła (mm)

Gwint Unified Coarse

Oznaczenie wg ASME B 1.1

Średnica rdzenia dla gwintów wewnętrznych (mm) 2B min. 2B maks.

Ø wiertła (mm)

M2

1,567

1,679

1,60

Nr. 2-56

1,694

1,872

1,85

M 2,5

2,013

2,138

2,05

Nr. 4-40

2,156

2,385

2,35

M3

2,459

2,599

2,50

Nr. 6-32

2,642

2,896

2,85

M4

3,242

3,422

3,30

Nr. 8-32

3,302

3,531

3,50

M5

4,134

4,334

4,20

Nr. 10-24

3,683

3,962

3,90

M6

4,917

5,153

5,00

1

4,976

5,268

5,10

M8

6,647

6,912

6,80

5

6,411

6,734

6,60

/4 -20 /16 -18

M 10

8,376

8,676

8,50

3

7,805

8,164

8,00

M 12

10,106

10,441

10,20

1

10,584

11,013

10,80

/8 -16

/2 -13

M 14

11,835

12,210

12,00

5

/8 -11

13,376

13,868

13,50

M 16

13,835

14,210

14,00

3

/4 -10

16,299

16,833

16,50

15,50

M 18

15,294

15,744

M 20

17,294

17,744

17,50

M 24

20,752

21,252

21,00

M 27

23,752

24,252

24,00

M 30

26,211

26,771

26,50

M 36

31,670

32,270

32,00

M 42

37,129

37,799

37,50

UNF Gwint Unified Fine Oznaczenie wg ASME B 1.1

Metryczny gwint drobnozwojny ISO

Oznaczenie wg DIN 13

114

UNC

Regularny gwint metryczny ISO

Średnica rdzenia dla gwintów wewnętrznych (mm) 6H min. 6H maks.

Ø wiertła (mm)

Ø wiertła (mm)

Nr. 4-48

2,271

2,459

2,40

Nr. 6-40

2,819

3,023

2,95

Nr. 8-36

3,404

3,607

3,50

Nr. 10-32

3,962

4,166

4,10

1

5,367

5,580

5,50

5

/16 -24

6,792

7,038

6,90

3

/8 -24

8,379

8,626

8,50

/4 -28

M 6 x 0,75

5,188

5,378

5,25

1

M 8 x 1

6,917

7,153

7,00

5

M 10 x 1

8,917

9,153

9,00

M 10 x 1,25

8,647

8,912

8,75

M 12 x 1

10,917

11,153

11,00

M 12 x 1,25

10,647

10,912

10,75

M 12 x 1,5

10,376

10,676

10,50

M 14 x 1,5

12,376

12,676

12,50

M 16 x 1.5

14,376

14,676

14,50

M 18 x 1.5

16,376

16,676

16,50

M 20 x 1.5

18,376

18,676

18,50

M 22 x 1,5

20,376

20,676

20,50

/2 -20 /8 -18

G

Średnica rdzenia dla gwintów wewnętrznych (mm) 2B min. 2B maks.

11,326

11,618

11,50

14,348

14,671

14,50

Gwint rurowy

Oznaczenie wg DIN EN ISO 228

Średnica rdzenia dla gwintów wewnętrznych (mm) min. maks.

Ø wiertła (mm)

1 G /8

8,566

8,848

8,80

1 G /4

11,445

11,890

11,80

3

G /8

14,950

15,395

15,25

1 G /2

18,632

19,173

19,00

5 G /8

20,588

21,129

21,00

3 G /4

24,118

24,659

24,50

G1

30,292

30,932

30,75

115

Informacje techniczne – załącznik

Informacje techniczne – załącznik

Średnice rdzenia podczas wygniatania gwintów

Tabela zestawień twardości

M

Regularny gwint metryczny ISO, tolerancja 6H Oznaczenie wg DIN 13

MF

Ø otworu wstępnego (mm)

M 1,6

1,221

-

M 2

1,567

1,707

1,82

M 2,5

2,013

2,173

2,30

1,45

M 3

2,459

2,639

2,80

M 3,5

2,850

3,050

3,25

M 4

3,242

3,466

3,70

M 5

4,134

4,384

4,65

M 6

4,917

5,217

5,55

M 8

6,647

6,982

7,40

M 10

8,376

8,751

9,30

M 12

10,106

10,106

11,20

M 14

11,835

12,310

13,10

M 16

13,835

14,310

15,10

Metryczny gwint drobnozwojny ISO, tolerancja 6H Oznaczenie wg DIN 13

116

Średnica rdzenia dla gwintów wewnętrznych wg DIN 13-50 (mm) 6H min. 7H maks.

Średnica rdzenia dla gwintów wewnętrznych wg DIN 13-50 (mm) 6H min. 7H maks.

Ø otworu wstępnego (mm)

M 6 x 0,75

5,188

5,424

M 8 x 1

6,917

7,217

5,65 7,55

M 10 x 1

8,917

9,217

9,55

M 12 x 1

10,917

11,217

11,55

M 12 x 1,5

10,376

10,751

11,30

M 14 x 1,5

12,376

12,751

13,30

M 16 x 1.5

14,376

14,751

15,30

Wytrzymałość na rozciąganie Rm w N/mm2 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400 1450 1500 1550 1600

Twardość Brinella Twardość HB ­Rockwell'a HRC 50 60 80 90 100 120 130 150 165 175 190 200 215 230 250 270 280 300 310 320 340 350 370 380 400 410 430 440 450 470

22 25 27 29 31 33 34 36 38 40 41 43 44 45 46 48 49 51 53 55 57 59 61 63 64 65 66 67 68 69

Twardość ­Vickersa HV 50 60 80 95 110 125 140 155 170 185 200 220 235 250 265 280 295 310 325 340 360 375 390 405 420 435 450 465 480 495 530 560 595 635 680 720 770 800 830 870 900 940 980

PSI 22 29 37 43 50 58 66 73 79 85 92 98 105 112 120 128 135 143 150 158 164 170 177 185 192 200 207 214 221 228 247 265 283

117

Informacje techniczne – załącznik

Ustawianie momentu obrotowego dla oprawek do gwintowania Wartości orientacyjne ustawień momentu obrotowego dla uchwytów do gwintowania

Rodzaj gwintu

Wymiar [mm]

Skok [mm]

Wartość ustawienia momentu obrotowego gwintowania [Nm]

Moment niszczący gwintownik [Nm]

Wartość ustawienia momentu obrotowego wygniatania [Nm]

M, MF

1

≤ 0,25

0,03*

0,03

0,07*

M, MF

1,2

≤ 0,25

0,07*

0,07

0,12

M, MF

1,4

≤ 0,3

0,1*

0,1

0,16

M, MF

1,6

≤ 0,35

0,15*

0,15

0,25

M, MF

1,8

≤ 0,35

0,24*

0,24

0,3

M, MF

2

≤ 0,4

0,3*

0,3

0,4

M, MF

2,5

≤ 0,45

0,5

0,6

0,6

M, MF

3

≤ 0,5

0,7

1

1

M, MF

3,5

≤ 0,6

1,2

1,6

1,5

M, MF

4

≤ 0,7

1,7

2,3

2,4

M, MF

5

≤ 0,8

3

5

4

M, MF

6

≤ 1,0

5,5

8,1

8

M, MF

8

≤ 1,25

12

20

17

M, MF

10

≤ 1,5

20

41

30

M, MF

12

≤ 1,75

35

70

50

M, MF

14

≤ 2,0

50

130

75

M, MF

16

≤ 2,0

60

160

85

M, MF

18

≤ 2,5

100

260

150

M, MF

20

≤ 2,5

110

390

160

M, MF

22

≤ 2,5

125

450

170

M, MF

24

≤ 3,0

190

550

260

M, MF

27

≤ 3,0

220

850

290

M, MF

30

≤ 3,5

320

1100

430

M, MF

33

≤ 3,5

350

1600

470

M, MF

36

≤ 4,0

460

2300

650

M, MF

39

≤ 4,0

500

M, MF

42

≤ 4,5

700

M, MF

45

≤ 4,5

750

M, MF

48

≤ 5,0

900

M, MF

52

≤ 5,0

1000

M, MF

56

≤ 5,5

1300

Przeliczenie dla innych materiałów Materiał

Współczynnik

Stal miękka

0,7

Stal 1200 N/mm

1,2

Stal 1600 N/mm

1,4

Stal nierdzewna

1,3

GG/GGG

0,6

Aluminium/miedź

0,4

Stopy tytanu

1,1

Stopy niklu

1,4

2

2

Tabela umożliwia ustawienie momentu obrotowego dla oprawek do gwintowania, o ile posiadają one możliwość regulacji. Ustawienie zbyt wysokiego momentu obrotowego zwiększa ryzyko złamania narzędzia. W przypadku ustawienia zbyt niskiej wartości narzędzie może się podczas obróbki zatrzymać – natomiast maszyna będzie pracować nadal. Jeśli kompensacja nacisku nie będzie wystarczająca, narzędzie zostanie zniszczone, a maszyna może ulec uszkodzeniu.

Podstawa dla powyższej tabeli: materiał 42CrMo4, wytrzymałość na rozciąganie   1000 N/mm², głębokość gwintu 1,5 x DN. Za pomocą tabeli przeliczeniowej wartości te można zastosować do innych materiałów. W przypadku wymiarów oznaczonych symbolem * niezbędny do wytworzenia gwintu o głębokości 1,5 x DN moment obrotowy przekracza moment niszczący narzędzie. Rozwiązanie: Wytwarzanie gwintu w wielu procedurach roboczych. 118

119

Notatki

120

Walter AG Derendinger Straße 53, 72072 Tübingen  Postfach 2049, 72010 Tübingen  Niemcy    www.walter-tools.com 

Broszura produktowa Gwintowanie

_ GWINTOWANIE Z WALTER PROTOTYP

Walter Polska Sp. z o.o. Warszawa, Polska +48 (0) 22 8520495, [email protected]

Printed in Germany 6324008 (11/2012) PL

Precyzyjne, niezawodne, ekonomiczne