Frezowanie gwintów czy gwintowanie narzutowe czy zgniatanie dla gwintów wewnętrznych: jak wybierać według materiału, wymiaru i maszyny

Najpierw wyeliminuj zgniatanie, gdy materiał jest kruchy lub twardy

Zgniatanie nie skrawa; przesuwa metal, więc przedmiot musi płynąć plastycznie bez pękania. Jedno źródło dostawcy podaje praktyczne minimum na około 8-10% wydłużenia i wymienia stopy aluminium, stal miękka i niskowęglowa, stopy miedzi oraz miękką stal nierdzewną (303, 304 wyżarzona) jako zgodne¹⁸.

To samo źródło wymienia żeliwo, stal hartowaną powyżej Rc 35, większość stopów magnezu, twardą stal nierdzewną taką jak zahartowana 17-4 lub 416 oraz stopy tytanu jako niezgodne¹⁸. Jeżeli Twoja część należy do drugiej listy, zgniatanie nie jest kandydatem i możesz przejść od razu do porównania narzutowanie kontra frezowanie gwintów.

Wartość wydłużenia i linia Rc 35 pochodzą ze źródła klasy dostawcy, więc traktuj je jako zgłoszone wartości tego źródła, a nie normę wiążącą¹⁸ (wartość od dostawcy). Gdy materiał leży blisko granicy, poproś dostawcę o potwierdzenie wydłużenia i twardości na rzeczywistym wsadzie przed decyzją.

Sprawdź twardość przedmiotu względem zgłaszanego limitu narzutowania

Jedno źródło odniesienia podaje, że frezy do gwintów można stosować w nieco twardszych materiałach niż gwintowniki, z limitem narzutowania około 50 Rc i limitem frezowania gwintów około 60 Rc⁷. To zgłoszone limity z pojedynczego źródła, nie norma wiążąca, a źródło nie określa dla nich rodzaju materiału ani wymiaru gwintu.

Osobne źródło doboru narzędzi klasyfikuje materiały hartowane w przedziały 44-48 HRC (H1) i 48-55 HRC (H2)¹, ale to klasyfikacja grup materiałowych dla doboru narzędzi, nie limit metody gwintowania.

Jeżeli Twój przedmiot jest w zakresie hartowanym, zapytaj dostawcę, którą metodą by obrabiał i przy jakiej twardości faktycznie gwintował, zamiast zakładać, że wartość 50 Rc jest twardą granicą.

Zważ wymiar gwintu, skok i geometrię otworu

Gwinty o dużych średnicach i drobnych skokach w twardych materiałach są podawane jako sprawiające trudności standardowym cyklom gwintowania maszynowego, i to jest moment, w którym należy rozważyć frezowanie gwintów²⁰. Geometria też ma znaczenie: gwintownik wymaga stożkowego czubka, więc istnieje limit tego, jak blisko dna ślepego otworu może się mieścić gwint.

A frez do gwintów może gwintować bliżej dna⁷. Jeżeli zostajesz przy narzutowaniu w otworze ślepym, upakowanie wiórów to podawana przyczyna złamania gwintownika.

Gwintowniki ze spiralnym rowkiem wyciągają wióry w górę i na zewnątrz, podczas gdy gwintowniki z punktem spiralnym pchają je przed siebie w otworach przelotowych²⁴. Frezy do gwintów mogą też ciąć gwinty niestandardowe i dostroić dokładną tolerancję gwintu, podczas gdy gwintownik tnie jeden wymiar i jeden kierunek gwintu⁷.

Żadne źródło w tym zestawie nie podaje progu średnicy ani skoku, powyżej którego frezowanie gwintów jest wymagane, więc decyzja pozostaje w Twoim zakładzie.

Zdecyduj, czy wartość części i ryzyko złamania uzasadniają frezowanie gwintów

Trzech niezależnych wydawców zgadza się, że frezowanie gwintów jest preferowane nad narzutowaniem dla materiałów drogich lub trudnych oraz dla ślepych otworów, gdzie złamanie gwintownika spowodowałoby znaczny odpad^12,21,29. Jedno źródło wymienia wprost Inconel i tytan oraz dodaje elastyczność w wymiarach lub głębokościach gwintów jako powód frezowania¹².

Inne wymienia duże gwinty, twarde materiały, cienkie ścianki, ślepe otwory przy zamku i drogie części jako przypadki atrakcyjne dla frezowania²¹.

Trzecie, pisząc o stali nierdzewnej 316 i 316L, zauważa, że frezowanie gwintów może czasem zmniejszyć ryzyko odpadu po złamanym gwintowniku względem narzutowania, zwłaszcza dla ślepych otworów, cech trudnych w naprawie lub komponentów o wysokiej wartości²⁹. Różnica w odzysku jest mechaniczna: średnica frezu do gwintów jest mniejsza od gotowego gwintu.

Można go więc wyjąć, gdy zawiedzie, podczas gdy złamany gwintownik zajmuje pełną średnicę gwintu i może być trudny do usunięcia z cennego komponentu²¹. Żadne z tych źródeł nie kwantyfikuje kosztu odpadu ani trudności naprawy, więc musisz to zważyć względem własnej wartości części.

Frezowanie gwintów wymaga też maszyny z możliwością interpolacji śrubowej; bez niej metoda jest niedostępna^12,21.

Dopasuj wielkość partii, różnorodność gwintów i zdolność maszyny do metody

Dla produkcji wielkoseryjnej standardowych gwintów w standardowych materiałach narzutowanie jest podawane jako szybsze i tańsze na otwór i wygrywa tam, gdzie krytyczne są prędkość i koszt na otwór^12,24.

Narzutowanie jest też podawane jako szybsze od frezowania gwintów na maszynie przystosowanej do sztywnego gwintowania i może zwykle gwintować głębsze otwory w twardszych materiałach takich jak stal⁷. Przeciwwagą jest elastyczność narzędzi: dla każdego typu gwintu wymagany jest inny gwintownik, podczas gdy jeden frez do gwintów może obsłużyć wiele wymiarów.

Co ma znaczenie, gdy zlecenie niesie wiele wymiarów gwintów, a miejsca w magazynku narzędzi są ograniczone^7,21. Obie metody narzucają też różne wymagania maszynowe.

Sztywne gwintowanie wymaga synchronizacji ruchu posuwu z obrotami wrzeciona, co jest zwykle opcją za dopłatą i trudniejsze do znalezienia na starszych maszynach⁸. Frezowanie gwintów wymaga wyższych obrotów wrzeciona niż narzutowanie oraz odpowiedniej interpolacji, dostatecznej sztywności narzędzia i wystarczającej przestrzeni dla frezu^7,21.

Gwintowniki mogą wymagać większej mocy wrzeciona niż frezy do gwintów⁷. Sprawdź obie strony tego rejestru względem swojej maszyny, zanim zlecisz robotę.

Potwierdź wymagania maszynowe na hali produkcyjnej

Źródła podają wymagania, ale żadnych progów, więc każdy poniższy punkt to coś do zweryfikowania na rzeczywistej maszynie i części, a nie do założenia.

• ✓Potwierdź, że maszyna obsługuje synchronizację sztywnego gwintowania; jeśli nie, sztywne gwintowanie jest niedostępne i potrzebujesz frezowania gwintów albo gwintownika w uchwycie pływającym.
• ✓Potwierdź, że sterowanie obsługuje interpolację śrubową; bez niej frezowanie gwintów nie jest możliwe.
• ✓Potwierdź, że obroty wrzeciona są wystarczające dla frezu do gwintów, którego zamierzasz użyć; frezy do gwintów potrzebują zwykle znacznie wyższych obrotów niż gwintowniki.
• ✓Potwierdź, że moc wrzeciona jest wystarczająca, jeżeli narzutasz; gwintowniki mogą wymagać większej mocy wrzeciona niż frezy do gwintów.
• ✓Potwierdź, że jest wystarczająca przestrzeń dla frezu i dostateczna sztywność narzędzia dla ścieżki frezu do gwintów.

Gdzie źródła się różnią albo podają wartości jednoźródłowe

Te wartości pochodzą z różnych źródeł w różnych warunkach, więc żadna z nich nie jest rozstrzygniętą normą: każda figuruje jako komplementarny lub jednoźródłowy raport. Traktuj je jako zgłoszone limity, nie normy wiążące.

Co potwierdzić przed zapytaniem ofertowym

• Public sources do not settle this — put it to the supplier: żadne źródło nie podaje konkretnego progu średnicy ani skoku gwintu, powyżej którego frezowanie gwintów jest wymagane lub preferowane.
• Public sources do not settle this — put it to the supplier: żadne źródło nie podaje progu stosunku głębokość–średnica właściwego dla doboru metody gwintowania.
• Public sources do not settle this — put it to the supplier: żadne źródło nie kwantyfikuje punktów załamania wielkości partii dla doboru metody.
• Public sources do not settle this — put it to the supplier: żadne źródło nie podaje wartości kosztu narzędzi, liczby gwintów na narzędzie ani danych o ostrzeniu dla gwintowników versus frezów do gwintów.
• Public sources do not settle this — put it to the supplier: żadne źródło nie podaje konkretnych oznaczeń klas gwintu (2B/3B, 6H/6G) ani kryteriów średnicy otworu/wysokości gwintu dla doboru metody.
• Public sources do not settle this — put it to the supplier: żadne źródło nie podaje progów obrotów wrzeciona, momentu ani ciśnienia chłodziwa dla którejkolwiek metody.
• Public sources do not settle this — put it to the supplier: żadne źródło nie dostarcza pełnej macierzy doboru materiał-po-materiale obejmującej wszystkie grupy materiałowe z zakresami twardości i skłonnością do umocnienia zgniotowego czy upakowania wiórów.
• Public sources do not settle this — put it to the supplier: żadne źródło nie omawia frezowania gwintów w żeliwie ani aluminium w szczególności.
• Public sources do not settle this — put it to the supplier: żadne źródło nie kwantyfikuje kosztu odpadu ani trudności naprawy po złamaniu gwintownika.