Ezání závitů na CNC stroji: řezání závitů nebo frézování?

Řezání závitů je nedílnou součástí výrobního procesu strojních součástí a mechanismů. Stroj nové generace Quantum MG-1 tuto operaci úspěšně provádí dvěma způsoby: pomocí závitníku nebo frézováním.

V tomto článku se budeme zabývat vlastnostmi, výhodami a nevýhodami každé metody, hovořit o oblastech jejich použití a podělit se o zkušenosti specialistů.

Závitník je tradiční nástroj pro řezání vnitřních závitů. Ne každý CNC stroj však dokáže řezat závity „napevno“ – vyžaduje to ideální synchronizaci pohybu osy Z a otáčení vřetena.

Proces tuhého závitování je následující:

Pevné řezání závitů

1. Závitník je upevněn v kleštinovém upínači.

2. Vřeteno stroje otáčí závitníkem a osa Z se pohybuje synchronně se stoupáním závitu. Přesná interpolace pohybů umožňuje řezání závitu v jednom průchodu.

3. Po dosažení požadované hloubky se závitník vyjme z otvoru otáčením v opačném směru.

Závitník lze také použít pro řezání nepevných závitů pomocí speciálního kompenzačního držáku (sklíčidla), který umožňuje kompenzovat malé odchylky posuvu schopností natahování a stlačování. Tato metoda je vhodná pro řezání závitů ve viskózních, měkkých nebo obtížně obrobitelných materiálech, kde je třeba kompenzovat odchylky posuvu.

Výhody odpichování:

• Vysoká produktivita. Závit se vyřeže v jednom průchodu, doba zpracování je asi 5 sekund.
• Přesnost závitu. Nový závitník zajišťuje přesný profil a velikost závitu v rámci tolerance.
• Snadné programování. Cyklus řezání závitů je obvykle součástí standardní funkcionality CNC.

Metodické nevýhody

• Malá flexibilita ve velikostech závitů. Závitníky jsou navrženy pro konkrétní průměr a stoupání závitu. To je dáno průměrem a tvarem zubů samotného nástroje: řeže přesně závit, pro který je vyroben.
• Způsob tvorby třísky: Řezání závitu vytváří dlouhé, souvislé třísky, které mohou způsobit problémy s tvorbou třísek a nutnost častého čištění pracovního prostoru.
• Obtížnost vytažení v případě zlomení. Pokud se závitník zlomí, jeho vytažení z dílu může vyžadovat speciální vybavení a zabrat hodně času.
• Snížená přesnost s opotřebením. S opotřebením závitníku se profil závitu deformuje a nástroj je nutné vyměnit.

Alternativou k řezání závitů je frézování pomocí speciálních závitořezných fréz. Postup vypadá takto:

1. Závitová fréza je upevněna v kleštinovém upínači nebo smršťovacím upínači stroje.

2. Fréza provádí spirálovou interpolaci podél osy otvoru, postupně se prohlubuje a vytváří profil závitu. Zpracování se provádí v několika krocích se zvyšující se hloubkou řezu.

3. Po dosažení konečné hloubky se fréza vyjme z otvoru po spirálovité trajektorii.

Výhody frézování závitů:

• Široký sortiment velikostí a stoupání. Závitové frézy umožňují řezání závitů různých průměrů a stoupání, včetně nestandardních.
• Závitovou frézu lze použít k výrobě nejen vnitřních, ale i vnějších závitů.
• Snadné odstranění v případě zlomení. Pokud se fréza zlomí, její úlomky se snadno vyjmou z otvoru a zpracování může pokračovat s novým nástrojem.

Nevýhody frézování:

• Relativně nízká produktivita. Řezání závitu frézováním může trvat až 1 minutu, protože vyžaduje několik průchodů s postupným prohlubováním.
• Složitost nastavení a programování. Frézování závitů vyžaduje přesné nastavení dosahu a průměru nástroje a také vytvoření řídicího programu se spirálovou interpolací.
• Vliv opotřebení na přesnost. Když se fréza opotřebovává, mění se velikost závitu, takže pro zachování přesnosti je nutná korekce trajektorie v řídicím programu.

Zkušenosti s používáním stroje Quantum MG-1

Odborníci, kteří používají stroj Quantum MG-1 pro řezání závitů, si všímají následujícího:
— Řezání závitu závitníkem M6 trvá přibližně 5 sekund a hloubka závitu je omezena na 30 mm.
— Frézování závitů M6 trvá od 1 minuty, maximální hloubka je cca 13 mm.
— Při řezání závitníkem je přesnost určena původní kvalitou nástroje a opotřebovaný závitník je nutné zlikvidovat.
— U frézování závitů se přesné velikosti dosahuje individuálním nastavením a vliv opotřebení frézy lze kompenzovat úpravou programu.

Pro přehlednost jsme hlavní výsledky shrnuli do tabulky:

Parametr;Vrtání závitu;Frézování závitů

Doba zpracování;~5 s;od 1 min Hloubka závitu М6х1 (max);30 mmk;13 mm Přesnost;Nový závitník poskytuje velikost, opotřebovaný je vyřazen;Obsluha ručně vybere nový nástroj a poté může upravit opotřebení Zlomení nástroje;Obtížné vyjmutí zlomeného závitníku (možná pomocí speciálního nástroje), díl je vyjmut ze stroje;Úlomky závitořezné frézy lze snadno odstranit, závit lze řezat novým nástrojem bez vyjmutí dílu

Tuhé řezání závitů závitníkem na stroji Quantum MG-1 je tedy vhodnější pro závitové otvory hluboké až 30 mm ve velkovýrobě, kde je důležitá rychlost zpracování a vysoká opakovatelnost. Frézování závitů je vhodné použít pro získání přesných závitů malé hloubky, nestandardních profilů, stejně jako pro kusovou a malosériovou výrobu, kdy čas strávený seřizováním není kritický a důležitá je flexibilita nástroje.

Řezání závitů na CNC strojích, jako je Quantum MG-1, lze provádět dvěma způsoby: buď řezáním vnitřního závitu, nebo frézováním. Metoda řezání vnitřního závitu je vysoce produktivní a snadno implementovatelná, ale je omezená v rozsahu velikostí a stoupání a je citlivá na opotřebení a zlomení nástroje. Frézování zajišťuje přesné řezání závitů různých průměrů a stoupání, včetně nestandardních, ale vyžaduje více času na zpracování a seřízení.

Volba optimální metody řezání závitů závisí na konstrukčních vlastnostech součásti, požadavcích na přesnost a náklady na zpracování, jakož i na sériové výrobě. Kompetentní použití obou metod řezání závitů umožňuje realizovat maximální možnosti moderních CNC zařízení a zajistit vysokou kvalitu a produktivitu zpracování závitových povrchů.