Przewodnik po optymalnym doborze kranów do zarządzania wiórami

W obróbce metali cięcie gwintów to precyzyjny taniec, w którym pęknięcia gwintowników i wyszczerbione krawędzie często zakłócają wydajność produkcji i zwiększają koszty. Wśród różnych przyczyn awarii, niewystarczające usuwanie wiórów jest głównym winowajcą. Właściwy dobór gwintowników i zarządzanie wiórami stanowią podstawowe strategie udanych operacji gwintowania.

Wybór odpowiednich gwintowników wymaga starannego rozważenia metod usuwania wiórów. Cztery główne typy gwintowników wykorzystują odmienne podejścia do zarządzania wiórami, dostosowane do konkretnych zastosowań:

Charakteryzują się prostymi rowkami, gwintowniki te przechowują wióry w swoich rowkach, co sprawia, że nadają się do zastosowań w otworach ślepych. Chociaż powszechnie stosowane do operacji ręcznych, mogą również funkcjonować w ustawieniach maszynowych.

Kluczowe ograniczenia obejmują ograniczoną głębokość cięcia ze względu na gromadzenie się wiórów w rowkach. Wytyczne branżowe sugerują maksymalne głębokości cięcia wynoszące około 1,5 raza średnicy gwintownika dla standardowych czterorowkowych gwintowników ręcznych, chociaż zależy to od rozmiaru gwintownika.

Zalety:

• Prosta konstrukcja i niższy koszt
• Skuteczne do zastosowań w otworach ślepych

Ograniczenia:

• Ograniczona pojemność usuwania wiórów
• Nienadające się do operacji o dużej prędkości
• Ograniczona głębokość gwintowania

Zalecane zastosowania:

• Mała produkcja seryjna
• Operacje ręczne lub maszynowe o niskiej prędkości
• Płytkie gwintowanie otworów ślepych

Zaprojektowane z myślą o wypychaniu wiórów do przodu, gwintowniki te mają zmniejszoną liczbę rowków w porównaniu z gwintownikami ręcznymi. Każdy rowek łączy prostą sekcję do dostarczania smaru z sekcją spiralną do wyrzucania wiórów.

Konstrukcja zapewnia kilka zalet:

• Eliminacja zatykania wiórami dzięki wyrzucaniu wiórów do przodu
• Ulepszone dostarczanie smarowania do krawędzi skrawających
• Zwiększona wytrzymałość na skręcanie dzięki większym średnicom rdzenia
• O 30-40% wyższe prędkości cięcia niż gwintowniki ręczne

Krytyczne wymagania operacyjne obejmują wystarczającą głębokość gwintowania, aby zapewnić pełną penetrację przedmiotu obrabianego i prawidłowe wycofanie gwintownika, aby zapobiec zakłóceniom wiórów podczas cofania.

Zalety:

• Doskonałe usuwanie wiórów do operacji o dużej prędkości
• Zmniejszona liczba przypadków zatykania wiórami
• Zwiększona trwałość i wytrzymałość

Ograniczenia:

• Niezastosowanie do otworów ślepych
• Specyficzne wymagania dotyczące głębokości

Zalecane zastosowania:

• Produkcja wielkoseryjna
• Gwintowanie o dużej prędkości w oparciu o maszyny
• Zastosowania w otworach przelotowych

Gwintowniki te wykorzystują usuwanie wiórów do góry, podobnie jak wiertła, co czyni je idealnymi do otworów ślepych i zastosowań wymagających pokonywania wewnętrznych szczelin. Dostępne w konfiguracjach wolno-spiralnych (18°-30°) i szybko-spiralnych (45°-52°), wybór zależy od ciągliwości materiału.

Ze względu na zmniejszone przekroje poprzeczne od rowków spiralnych i ciągłe przechowywanie wiórów, zalecane prędkości cięcia są o 25-30% wolniejsze niż w przypadku gwintowników ręcznych.

Zalety:

• Kierunkowe usuwanie wiórów do otworów ślepych
• Możliwość gwintowania przez wewnętrzne szczeliny

Ograniczenia:

• Zmniejszona wytrzymałość strukturalna
• Niższe prędkości cięcia
• Nienadające się do operacji o dużej prędkości

Zalecane zastosowania:

• Gwintowanie otworów ślepych
• Obróbka materiałów ciągliwych
• Operacje wymagające pokonywania wewnętrznych szczelin

Te narzędzia do kształtowania gwintów tworzą gwinty wewnętrzne poprzez przemieszczanie materiału, a nie cięcie. Bez tradycyjnych rowków lub krawędzi skrawających oferują kilka korzyści:

• Doskonałe wykończenia powierzchni z obróbki na zimno
• Dwa razy większa prędkość niż gwintowniki skrawające
• Wyeliminowane wymagania dotyczące usuwania wiórów
• Zwiększona wytrzymałość gwintu z utwardzania przez zgniot
• Wydłużona żywotność narzędzia dzięki zmniejszonemu zużyciu

Zastosowanie wymaga większych wstępnie wywierconych otworów niż gwintowniki skrawające i pasuje do materiałów ciągliwych o twardości poniżej 30Rc, wydłużeniu przekraczającym 12% i wytrzymałości na rozciąganie poniżej 71k PSI.

Zalety:

• Bez wiórów, operacja przyjazna dla środowiska
• Możliwość przetwarzania z dużą prędkością
• Zwiększona wytrzymałość gwintu
• Wydłużona żywotność narzędzia

Ograniczenia:

• Ograniczone do materiałów ciągliwych
• Wymaga specyficznego przygotowania otworu

Zalecane zastosowania:

• Produkcja wielkoseryjna
• Miękkie, ciągliwe materiały
• Zastosowania wymagające wysokiej wytrzymałości gwintu

Właściwy dobór gwintownika w oparciu o metodologię kontroli wiórów stanowi podstawę udanych operacji gwintowania. Dodatkowe względy projektowe mogą dodatkowo zoptymalizować wydajność dla konkretnych zastosowań.