Rezkanje navojev pri CNC obdelavi delov
Rezkanje navojev je zelo vsestranska in natančna metoda za izdelavo notranjih in zunanjih navojev na CNC obdelovalnih centrih. Za razliko od običajnega narezovanja navojev rezkanje navojev uporablja vrtljivo rezalno orodje s specifičnim profilom navoja za vijačno interpolacijo oblike navoja. Ta metoda ponuja vrhunski nadzor, prilagodljivost in zanesljivost, zlasti za težke materiale in kritične aplikacije.
Temeljna načela
Rezkanje navojev deluje po principu vijačne interpolacije - sočasnega koordiniranega gibanja po treh-osih, kjer se orodje vrti okoli lastne osi, medtem ko središče orodja sledi vijačni poti v ravnini X-Y, os Z- pa napreduje s hitrostjo, ki je sinhronizirana s premikom navoja. To ustvari profil navoja skozi ovojnico rezalnih robov orodja, ko spiralno kroži skozi material obdelovanca.
Vrste orodij za rezkanje navojev
Navojni rezkarji iz karbidne trdineso trdna orodja s polnim-profilom ali delnim{1}}profilom, ki se uporabljajo za majhne do srednje navoje, ki zahtevajo visoko natančnost.Indeksirani mlini za navojeimajo obliko -kartuše z zamenljivimi vložki, zaradi česar so idealni za velike navoje in grobo obdelavo, kjer je stroškovna učinkovitost pomembna.Mlini-navojev za več oblikomogoča, da eno orodje proizvede več korakov navojev, kar ponuja prilagodljivost za delavnice, ki želijo zmanjšati inventar orodja.Eno{0}}rezkarji za navojeimajo en rezalni rob in zahtevajo več prehodov, primerni za velike premere, naklone po meri in težke aplikacije za grobo obdelavo.
Metode rezkanja navojev
Metoda krožne interpolacije je standardni pristop, kjer je prednostno rezkanje vzpenjanja. Orodje vstopi v pred-izvrtano luknjo radialno, nato pa sledi vijačni poti. Med vstopom se orodje potopi do globine začetka navoja in podaja radialno na premer reza. Faza vijačnega rezanja vključuje krožno gibanje za 360-stopinj s podajanjem Z-na vrtljaj, ki je enak koraku navoja. Končno orodje izstopi tako, da se radialno umakne v središče pred Z-umikom.
Za izračun poti orodja je premer orodja za notranje navoje enak nazivnemu premeru minus globina navoja, pomnožena z dva. Polmer spiralne interpolacije je enak nazivnemu premeru minus premer orodja, deljeno z dva.
Rezkanje navojev s polnim-profilom uporablja orodja, ki se natančno ujemajo z obliko navoja, kot so 60-stopinjski poenoteni ali 55-stopinjski Whitworth profili. Ta pristop dokonča nit v enem prehodu, vendar zahteva posebno orodje za vsak korak. Rezkanje navojev z delnim profilom uporablja orodja, ki režejo samo greben in koren navoja, kar zahteva več radialnih prehodov, vendar lahko eno orodje pokrije vrsto korakov.
Zunanje rezkanje navojev vključuje vrtenje obdelovanca na vrtljivi mizi z uporabo četrte osi ali pa orodje spiralno interpolira okoli mirujočega obdelovanca. Ta metoda se običajno uporablja za velike gredi, vodilne vijake in polžaste zobnike ter zahteva dovolj prostora okoli obdelovanca za dostop do orodja.
Prednosti pred tapkanjem
Rezkanje navojev zagotavlja daljšo življenjsko dobo orodja, ker je rezalna obremenitev porazdeljena na več žlebov in prehodov, namesto da bi bila koncentrirana na nekaj robov. Nadzor ostružkov je odličen, saj proizvaja kratke ostružke, ki jih je mogoče upravljati, namesto dolgih ostružkov, pri katerih obstaja tveganje zapakiranja v pipe. Vsestranskost materialov se razširi na vse materiale, vključno s kaljenimi jekli do HRC 65, medtem ko ima narezovanje navojev pri trdih zlitinah omejitve.
Eno orodje lahko pokrije razpon premerov za isti korak in nudi prilagodljivost velikosti navoja, ki se ji navoji ne morejo kosati. V slepih luknjah lahko rezkanje navojev ustvari navoje čisto do dna brez nepopolnega območja navoja, ki ga zahtevajo navoji. Dobljena kakovost niti vključuje vrhunsko površinsko obdelavo in natančno prileganje.
Če se navojni rezkar zlomi, je obnovitev enostavna, ker je orodje manjše od premera navoja. Zlomljeno pipo je težko odstraniti in se lahko trajno zagozdi. Rezkanje navojev zahteva manjši navor, zaradi česar je primernejše za velike navoje na strojih z omejeno močjo. Isto orodje lahko izdeluje tako leve-in desne-navoje tako, da preprosto obrne smer vretena, medtem ko narezovanje zahteva ločene leve-navoje.
Kritični procesni parametri
Hitrost rezanja se običajno giblje od 80 do 150 metrov na minuto za jeklo in 150 do 300 metrov na minuto za aluminij, z zmanjšanji za utrjene materiale. Pomik na zob običajno pade med 0,05 in 0,15 milimetrov, odvisno od materiala in koraka navoja. Pomik osi Z- se mora natančno ujemati z korakom navoja na obrat, da se ohrani natančnost.
Pri orodjih s polnim{0}}profilom radialni vpetje pokriva 100 odstotkov globine navoja v enem prehodu. Orodja z delnim-profilom uporabljajo radialne korake od 0,05 do 0,10 milimetrov na prehod.
Zahteve za pred{0}}obdelovanje vključujejo vrtanje luknje s premerom, ki je približno enak nazivnemu premeru brez koraka, čeprav se to razlikuje glede na standard navoja. Luknja mora biti ravna, pravilno-postavljena in imeti ustrezno globino za navoj ter razmik. 45-stopinjski posnetek ali grezilo na vhodu v luknjo pomaga pri vstopu orodja in preprečuje nastanek robov.
Osnove CNC programiranja
Tipičen program kode G-v slogu Fanuc-se začne s pozicioniranjem v središče izvrtine, aktiviranjem kompenzacije dolžine orodja in hladilne tekočine, nato pa pospeši do ravnine zračnosti. Orodje se poda do globine začetka navoja, med radialnim približevanjem se aktivira kompenzacija rezila, vijačna interpolacija pa se izvede z ustreznim ukazom za krožno gibanje. Več vijačnih zank se ponovi za zahtevano dolžino niti, po kateri se kompenzacija prekliče in orodje se umakne.
Ključni premisleki pri programiranju vključujejo izbiro pravilne smeri vijačne interpolacije v smeri urinega kazalca ali nasprotni -smeri urinega kazalca, da se ujema s kazalcem navoja. Kompenzacija rezila mora med vijačnim gibanjem ostati aktivna. Natančnost naklona je odvisna od natančne sinhronizacije med hitrostjo vretena in podajanjem osi Z-. Pri vstopu v rezkar za navoje je treba uporabljati vijačni ali ramp vstop namesto ravnega potopitve, da preprečite poškodbe orodja.
Skupni izzivi in rešitve
Preveliki ali premajhni navoji so običajno posledica obrabe orodja, nepravilne kompenzacije premera orodja ali napake nagiba. Rešitev vključuje preverjanje vnosa premera orodja, preverjanje odmikov obrabe in kalibracijo stroja. Slaba površinska obdelava je pogosto posledica nezadostne togosti, obrabljenih orodij ali neustreznih hitrosti in podajanja. Za obravnavo tega je treba zmanjšati previs orodja, povečati togost in optimizirati rezalne parametre.
Šumenje in tresenje običajno kažeta na dolg previs orodja, tanke stene ali harmonično resonanco. Rešitve vključujejo uporabo najkrajšega možnega orodja, zmanjšanje globine reza in prilagoditev hitrosti vretena, da se izognete resonančnim frekvencam. Zlom orodja pri vstopu je običajno posledica ravnega radialnega potopitve ali nepravilnih vstopnih kotov. Uporaba vijačnega vstopa po klančini in zmanjšanje hitrosti vstopnega podajanja prepreči to napako. Stožčasti navoji lahko kažejo na napako geometrije stroja, deformacijo orodja ali toplotno rast. Preverjanje pravokotnosti stroja, izvajanje grobih in končnih prehodov ter uporaba hladilne tekočine dosledno rešuje ta vprašanja.
Aplikacije in industrije
V vesoljski industriji rezkanje navojev proizvaja pritrdilne elemente iz titana in inconela s kritičnimi tolerancami. Naftni in plinski sektor uporablja to metodo za-cevne navoje API velikega premera in povezave vrtalnih nizov. Avtomobilske aplikacije vključujejo navoje bloka motorja in komponente menjalnika. Medicinska proizvodnja temelji na rezkanju navojev za kostne vijake in navoje vsadkov iz titana ali materialov PEEK. Industrija kalupov in orodij proizvaja navoje iz kaljenega orodnega jekla do HRC 65 za ejektorske zatiče. Splošne strojne aplikacije zajemajo navoje po meri, popravila in razvoj prototipov, kjer je fleksibilnost bistvena.
