Ezba na soustruhu | CNC stroje od Tveru – StankoMashKompleks
Šroubování na povrchu válcových dílů (závit) poskytuje spolehlivé a odolné spojení s možností rychlé montáže a demontáže. To je ale možné pouze při správném vyřezání šroubové drážky, při požadovaném průměru vrcholů a prohlubní a také při správném stoupání. Proto se dále v textu budeme zabývat řezáním závitů pomocí běžných nástrojů. Řekneme vám, jak správně řezat jakýkoli typ závitového spojení.
Typy závitů
V moderním strojírenství se používají následující typy závitových spojů:
- Metrický formát – průměr a rozteč drážky šroubu se měří v milimetrech a vrcholový úhel je obvykle 60 stupňů. Metrické závity jsou řezány na spojovacích prvcích – šrouby, šrouby, svorníky a matice.
- Palcový formát – od metrického se liší pouze tím, že všechny parametry jsou měřeny v palcích a vrcholový úhel je obvykle 55 stupňů. Palcové závity jsou řezány na spojovacích prvcích (v některých zemích), trubkách a armaturách (téměř všude).
- Lichoběžníkový formát je speciální odrůda se stejným typem závitového profilu. Takový závit se uřízne při sestavování jednotky, která převádí krouticí moment na vratný pohyb (pár šroubů).
- Kulatý formát je speciální typ závitu s kulatou drážkou pro šroub. Používá se v jednotkách provozovaných v silně znečištěném prostředí. Kulatý profil eliminuje nevratné ucpání drážky, což eliminuje zadření závitového spoje.
Všechny typy závitových spojů jsou nutně standardizovány z hlediska průměru a stoupání (zdvihu) drážky. Tento přístup umožňuje výměnu šroubů a matic, stejně jako svorníků a šroubů. Závitové vybrání jsou vždy řezány podle GOST, ISO, ANSI nebo DIN.
Metody řezání závitů
Technologie řezání zahrnuje vytvoření spirálové drážky s požadovaným tvarem profilu, stoupáním a průměrem závitu. Závity lze řezat na obrobku z kovu (železného nebo neželezného), dřeva nebo plastu. Šroubovitá drážka je vytvořena:
- S ručním nástrojem – pro vnitřek potřebujete kohoutek a pro vnější stranu potřebujete matrici nebo matrici. Takový nástroj vyžaduje práci s omezeným průměrem a roztečí metrického nebo palcového vybrání. Řezání ručně je pečlivý proces, jehož úspěch závisí na zručnosti mechanika.
- Na šroubořezném soustruhu – pomocí speciálních fréz můžete řezat vnitřní nebo vnější vybrání na obrobku velkého průměru, a to s vysokou rychlostí a přesností. Pohon třmenu je spojen s dvojicí šroubů, která funguje jako měřidlo, všechny ostatní parametry jsou určeny podélným a příčným pohybem řezné hrany.
- Válcováním válcového dílu je díl sevřen mezi závitové válečky, které na jeho povrchu odvalují vnější drážku. Výhodou této metody je vysoká rychlost rýhování, nevýhodou malá přesnost parametrů.
- Na frézce je to vlastně totéž jako rýhování, jen místo deformace obrobku se dráha závitu tvoří řezáním. Řezák závitu je upevněn ve vřetenu a pohybuje se rovnoběžně s osou obrobku, který je upevněn ve speciálním zařízení.
- Použití elektroeroze kovu je dalším typem rýhování, pouze v tomto případě se spoléhají na elektrochemické reakce. Elektroda v kontaktu s obrobkem doslova koroduje materiál a vytváří drážku na jakékoli kovové nebo karbidové tyči. Řezání vnitřního závitu je ještě jednodušší – elektroda se zašroubuje do obrobku a vytvoří drážku požadovaného profilu a stoupání.
V malosériové a kusové výrobě je zvykem používat závitníky, matrice a svěrky. Velkosériová výroba využívá technologie válcování a řezání na soustruhu nebo frézce, pomocí šablon.
Zhotovování vnitřních závitů závitníkem
Praxe používání závitníků zahrnuje řezání pouze vnitřní závitové drážky. Před použitím tohoto nástroje je nutné vyvrtat otvor, jehož průměr je určen z tabulky se zaměřením na typ závitového spoje a rozměry šroubu kompatibilní s maticí. K vyříznutí drážky v hotovém otvoru budete potřebovat tři závitníky odpovídající zadanému průměru závitu:
- Hrubovací nástroj – tvoří spirálovou trajektorii drážky, dosahující středního průměru;
- Závitník polotovaru – vybere téměř celou hloubku drážky s požadovanou roztečí;
- Dokončovací nástroj – dokončuje tvarování, měří vnější a vnitřní průměry a také šířku a rozteč drážky.
Všechny tři kohoutky se používají striktně v daném pořadí. Chyba v aplikaci nebo selhání jednoho z nástrojů ovlivní pevnost spojení. Kvalita řezu se kontroluje po sejmutí dokončovacího nástroje pomocí standardního měřidla (zátky).
Nanášení vnějších závitů pomocí matric a svorek
Zápustka je řezný nástroj ve formě podložky s otvorem ve středu a drážkami pro uvolňování třísek. Řezné úhly matrice jsou umístěny podél stěn otvoru a odpovídají parametrům drážky závitu. Použití matric zahrnuje následující postup:
- Tyč je očištěna od nečistot, barvy, stupnice a jiných vad;
- Na konci tyče je provedeno zkosení, které usnadní šroubování matrice;
- Matrice se vloží do držáku nebo matrice, poté se nástroj vezme za rukojeti a našroubuje se na tyč jako matice;
- První průchod se provádí pomocí hrubovací matrice, poté se použije polodokončený model a na konci dokončovací model.
Při řezání drážky matricí je obvyklé šroubovat a odšroubovávat nástroj 3-4 otáčkami nahoru a dolů, dokud nezískáte závitový chod požadované délky. Kvalita závitu se kontroluje měrkou, která je podobná matici.
Tipy pro řezání závitů
Chcete-li zlepšit kvalitu drážky, zajistěte včasné promazání tyče nebo otvoru. Matrice nebo závitník se pohybuje podél mazaného obrobku s menší silou. Hlavním znakem nedostatečného mazání jsou ucpané závity. Další chybou je výběr špatné velikosti nástroje, výsledkem čehož je drážka s nesprávným profilem, který neodpovídá normě v geometrii, hloubce a šířce. Nezapomeňte zkontrolovat průměr tyče nebo otvoru podle tabulky závitů. Třetí nejčastější chybou je nesouosost matrice nebo závitníku, která má za následek utrženou trajektorii drážky závitu. Tento výrobek není vhodný pro závitové spoje.
Abyste se vyhnuli těmto chybám, vyberte obrobek podle rozměrů stolu, zajistěte jej, zcela jej znehybněte, nezapomeňte namazat tyč nebo otvor a při řezání drážky nezapomeňte odstranit třísky.
Pro provádění v nesériové výrobě se používají univerzální šroubořezné soustruhy. Pracují s obrobky ve formě rotačních těles a malých dílů asymetrického tvaru, které lze namontovat na čelní desku stroje. V ostatních případech se závity získávají frézováním, válcováním a jinými metodami.
Řezání závitů na soustruhu
Pro tváření závitů na soustruhu se používají řezné nástroje, jejichž vrchol se pohybuje konstantní rychlostí podél osy rotujícího obrobku. V tomto případě se na jeho povrchu vytvoří spirálová čára. Sklon šroubovice k rovině kolmé na středovou osu obrobku závisí na poměru rychlosti otáčení vřetena a rychlosti pohybu nástroje a je indikován úhlem šroubovice. Vzdálenost mezi dvěma sousedními identickými prvky závitu, měřená podél osy, se nazývá stoupání závitu.
Když se nástroj zahloubí do obrobku podél šroubovice, vytvoří se povrch se stejným tvarem jako na horní straně nástroje. Profil závitu se nazývá obrys úseku závitu v rovině procházející jeho osou otáčení. V závislosti na profilu se závity dělí na trojúhelníkové, lichoběžníkové, obdélníkové a kulaté, které se používají velmi zřídka. Závit s obdélníkovým profilem je perzistentní. Používá se pro závitové páry pracující pod značným zatížením.
Podle tvaru základní plochy se závity dělí na válcové a kuželové. Kuželové závity se používají v olejových, vodních, palivových a vzduchových systémech. Tam, kde je vyžadováno těsné spojení. Podle typu základní plochy lze závity rozdělit na vnější a vnitřní.
Směr rozlišuje mezi levým a pravým závitem. Pravý závit se utahuje při otáčení ve směru hodinových ručiček a levý závit se utahuje proti směru hodinových ručiček. V závislosti na počtu vláken existují vlákna s jedním a více začátkem. Vícechodé závity umožňují ujet větší vzdálenost za jednu otáčku. Počet průchodů lze určit pohledem na konec dílu. V závislosti na jednotkách měření se rozlišují metrové a palcové závity.
Řezání závitů frézami
Pro vnitřní závity se kromě fréz se používají závitníky a matrice. Závitník je nástroj v podobě závitové tyče z kalené oceli. Na povrchu tyče podél její osy jsou vyfrézované drážky, díky kterým má závit řezné hrany. Ocasní část závitníku má čtvercový průřez, což umožňuje jeho zajištění ve sklíčidle nebo unášeči.
Řezání vnitřního závitu
Existuje mnoho různých závitníků, běžnější jsou ruční a strojní závitníky. Pro řezání závitu pomocí závitníku se díl upevní na stroj, vyvrtá se do něj otvor a vřeteno se nastaví na požadovaný počet otáček. Závitník nainstalovaný v koníku se pohybem pinoly zasune do otvoru a díl se otáčí.
Při řezání závitů dochází nejen k rozřezání kovu na třísky, ale také k plastické deformaci v důsledku pronikání nástroje. Zvětší se i vnitřní průměr otvoru. S přihlédnutím k této vlastnosti se průměr závitového otvoru vypočítá odečtením stoupání závitu od vnějšího průměru závitníku.
Řezání kuželových závitů
Z kuželových závitů je nejpoužívanější standardní, který má profil symetrický vzhledem k normále k ose kužele. K řezání takových závitů se používají stejné metody jako u běžných válcových závitů.
Na revolverových soustruzích se kuželové závity řežou pomocí matric. Pokud je potřeba získat vysoce přesné závity, pak se používají závitovací hlavy s matricemi různých tvarů. Během operace se matrice automaticky oddálí.
Také pro kuželové závity se používají válcovací válečky, které umožňují válcování závitů. Pro vnitřní kuželové závity se používají speciálně navržené závitníky.
Nastavení soustruhu pro řezání závitů
Pro provádění soustružení závitů se zadanými parametry je nutné stroj doladit. V první řadě je potřeba propojit otáčení vřetena s pohybem třmenu. Podélný posuv na otáčku vřetena se musí rovnat stoupání závitu.
Šroubořezné soustruhy umožňují nastavit posuv frézy zablokováním ozubených kol jejich posuvné kytary a posuvné skříně. Díky velkému množství kombinací spojky těchto kol můžete stroj nastavit na jakýkoliv řezaný závit.
Základní chyby při řezání závitů na CNC soustruhu
- Řezání nefunguje (kontrolka startu svítí, ale nápravy se nepohybují). S největší pravděpodobností neexistuje žádná odezva na rychlost otáčení vřetena ze snímače nebo rotace vřetena nezačala.
- Nedostává se do zatáček (přítomnost velké mechanické vůle, prokluzování snímače kodéru nebo jeho kinematiky).
- Řeže závity s jiným stoupáním, než je zadané. Kontrolujeme cyklus řezání závitu, maximální rychlost posuvu při řezání závitu, práci v mm.
Všeobecné kontroly
- zkontrolujte program řezání závitů, vstup a výstup podle návodu k obsluze (text poskytnut pro analýzu)
- zkontrolujte poddajnost materiálu, frézy, otáčky vřetena, posuv, rozsah vřetena
- Stoupání závitu (mm) vynásobené počtem otáček vřetena (ot/min) nesmí překročit maximální osový řezný posuv (P1430). Je nutné snížit otáčky vřetena (problém nastává při řezání velkých závitů se stoupáním větším než 8-10 mm)
- zkontrolujte upevnění elektrických kabelů (konektorů) a samotných kabelů od kodéru k CNC
- zkontrolujte upevnění enkodéru na hlavě vřetena, spojku enkodéru, ozubené kolo na hřídeli enkodéru v hlavě vřetena
- zkontrolujte parametr a nastavenou hodnotu impulsů snímače vřetena na 1 otáčku. P3720=4096 impulsů
- Parametry jsou určeny pro CNC řady Fanuc 0i
