S popularitou CNC obráběcích strojů se technologie frézování závitů stále více používá ve strojírenském průmyslu. Frézování závitů je tříosé spojení CNC obráběcího stroje, které využívá závitovou frézu k provádění spirálového interpolačního frézování za účelem vytváření závitů. Fréza vykonává kruhový pohyb v horizontální rovině a lineárně se pohybuje o stoupání závitu ve vertikální rovině. Frézování závitů má mnoho výhod, jako je vysoká účinnost zpracování, vysoká kvalita závitu, dobrá všestrannost nástroje a dobrá bezpečnost zpracování. V současné době se používá mnoho typů nástrojů pro frézování závitů. Tento článek si klade za cíl analyzovat a představit několik běžných závitových fréz z hlediska aplikačních charakteristik, konstrukce nástroje a technologie zpracování.
1 Běžná strojní upínací závitová fréza
Upínací závitová fréza je nejběžněji používaným a nejlevnějším nástrojem pro frézování závitů. Její konstrukce je podobná konstrukci běžné upínací frézy. Skládá se z opakovaně použitelného držáku nástroje a snadno vyměnitelného nože. Pokud potřebujete obrábět kuželové závity, můžete také použít speciální držáky nástrojů a nože pro kuželové závity. Tento nůž má více řezných zubů závitu. Nástroj může obrábět více závitových zubů najednou podél spirály. Například jedna fréza s 5 řeznými zuby o průměru 2 mm může obrábět 5 závitových zubů s hloubkou závitu 10 mm podél spirály. Pro další zlepšení efektivity obrábění lze použít vícebřitou upínací závitovou frézu. Zvýšením počtu řezných hran lze výrazně zvýšit rychlost posuvu, ale radiální a axiální chyby polohování mezi jednotlivými noži rozložené po obvodu ovlivní přesnost obrábění závitu. Pokud nejste spokojeni s přesností závitu vícebřité upínací závitové frézy, můžete také zkusit nainstalovat pro obrábění pouze jeden nůž. Při výběru upínací závitové frézy se v závislosti na faktorech, jako je průměr a hloubka obráběného závitu a materiál obrobku, snažte zvolit stopku s větším průměrem (aby se zlepšila tuhost nástroje) a vhodný materiál břitu. Hloubka obrábění závitu upínací závitové frézy je určena efektivní hloubkou řezu držáku nástroje. Protože délka břitu je menší než efektivní hloubka řezu nástrojové tyče, je-li hloubka obráběného závitu větší než délka břitu, je nutné jej obrábět po vrstvách.
2 Běžná integrální závitová fréza
Integrální závitové frézy jsou většinou vyrobeny z monolitních karbidových materiálů a některé jsou také povlakované. Integrální závitová fréza má kompaktní konstrukci a je vhodnější pro zpracování závitů středního a malého průměru; existují také integrální závitové frézy pro zpracování kuželových závitů. Tento typ nástroje má dobrou tuhost, zejména integrální závitová fréza se spirálovou drážkou, což může účinně snížit řezné zatížení a zlepšit efektivitu zpracování při zpracování vysoce tvrdých materiálů. Řezná hrana integrální závitové frézy je pokryta závitovými zuby a celé zpracování závitu lze podél spirálové linie dokončit po dobu jednoho týdne. Není třeba vrstvené zpracování jako u upínacího nástroje, takže efektivita zpracování je vyšší, ale cena je relativně vysoká.
3 Integrovaná závitová fréza s funkcí srážení hran
Konstrukce integrované závitové frézy s funkcí srážení hran je podobná konstrukci běžné integrální závitové frézy, ale na konci břitu je speciální srážecí hrana, která může při obrábění závitu zpracovávat i srážení na konci závitu. Existují tři metody srážení hran. Pokud je průměr nástroje dostatečně velký, lze srážecí hranu použít přímo k vytvoření srážení. Tato metoda je omezena na srážení vnitřního závitového otvoru. Pokud je průměr nástroje malý, lze srážecí hranu použít k obrábění srážení kruhovým pohybem. Při srážení hran u paty břitu je však třeba dbát na vůli mezi řeznou částí nástroje a závitem, aby nedošlo k kolizi. Pokud je obráběná hloubka závitu menší než efektivní řezná délka nástroje, nástroj nebude schopen srážení hran realizovat. Proto se při výběru nástroje ujistěte, že efektivní řezná délka a hloubka závitu si vzájemně odpovídají.
4 Vrtání a frézování závitů
Fréza pro vrtání a frézování závitů je vyrobena z monolitního karbidu, což je vysoce účinný obráběcí nástroj pro vnitřní závity malého a středního průměru. Fréza pro vrtání a frézování závitů dokáže najednou vrtat závitové otvory, srážet hran otvorů a opracovat vnitřní závity, čímž se snižuje počet použitých nástrojů. Nevýhodou tohoto nástroje je jeho nízká všestrannost a relativně vysoká cena. Nástroj se skládá ze tří částí: vrtací části hlavy, frézovací části uprostřed a srážecí hrany na patě břitu. Průměr vrtané součásti je průměr dna závitu, který může nástroj opracovat. Vzhledem k omezení průměrem vrtané součásti může fréza pro vrtání a frézování závitů opracovat pouze vnitřní závity jedné specifikace. Při výběru frézy pro vrtání a frézování závitů je třeba zohlednit nejen specifikaci obráběného závitového otvoru, ale také shodu efektivní obráběné délky nástroje a hloubky obráběného otvoru, jinak nelze dosáhnout funkce srážení hran.
5závitová vrtací fréza
Závitořezná fréza je také monolitní karbidový nástroj pro efektivní zpracování vnitřních závitů a může také současně obrábět spodní otvory a závity. Konec nástroje má břit podobný koncové fréze. Protože úhel stoupání závitu není velký, když nástroj vykonává spirálový pohyb pro zpracování závitu, koncový břit nejprve řeže materiál obrobku a vytváří spodní otvor, a poté se závit obrábí ze zadní strany nástroje. Některé závitořezné frézy mají také zkosenou hranu, která může současně obrábět zkosení otvoru. Nástroj má vysokou účinnost zpracování a je všestrannější než závitořezné frézy. Rozsah vnitřního závitu, který může nástroj obrábět, je D～2D (D je průměr tělesa frézy).
6 Frézování hlubokých závitů
Fréza pro hluboké závity je závitová fréza s jedním zubem. Obecná závitová fréza má na břitu více zubů pro zpracování závitu. Kontaktní plocha mezi nástrojem a obrobkem je velká, řezná síla je také velká a průměr nástroje musí být při zpracování vnitřních závitů menší než otvor závitu. Protože průměr tělesa frézy je omezený, což ovlivňuje tuhost frézy, a fréza je při frézování závitů tlačena na jednu stranu, je snadné nástroj při frézování hlubokých závitů uvolnit, což ovlivňuje přesnost zpracování závitu. Efektivní hloubka řezu u obecných závitových fréz je proto přibližně dvojnásobek průměru tělesa nože. Použití hlubokých závitových fréz s jedním zubem může lépe překonat výše uvedené nedostatky. Se snížením řezné síly lze výrazně zvýšit hloubku zpracování závitu a efektivní hloubka řezu nástroje může dosáhnout 3 až 4násobku průměru tělesa nástroje.
7 Systém nástrojů pro frézování závitů
Všestrannost a efektivita jsou výrazným rozporem závitových fréz. Některé nástroje se složenými funkcemi (jako jsou závitové vrtací a závitové frézy) mají vysokou efektivitu zpracování, ale nízkou všestrannost a nástroje s dobrou všestranností často nebývají efektivní. Pro řešení tohoto problému mnoho výrobců nástrojů vyvinulo modulární systémy závitových fréz. Nástrojový systém se obvykle skládá z držáku nástroje, zahloubení srážecí hrany a obecné závitové frézy. Podle požadavků na zpracování lze zvolit různé typy zahloubení, srážecích hran a závitových fréz. Tento nástrojový systém má dobrou všestrannost a vysokou efektivitu zpracování, ale cena nástroje je relativně vysoká.
Výše jsou stručně popsány funkce a vlastnosti několika běžně používaných nástrojů pro frézování závitů. Chlazení je také velmi důležité při frézování závitů. Doporučuje se používat obráběcí stroje a nástroje s vnitřním chlazením. Protože když se nástroj otáčí vysokou rychlostí, vnější chladicí kapalina se v důsledku působení odstředivé síly obtížně dostává. Kromě vnitřního chlazení, které dokáže nástroj dobře ochladit, je důležitější, aby vysokotlaká chladicí kapalina napomáhala odvádění třísek při obrábění slepých závitů. Zejména při obrábění vnitřních závitových otvorů malého průměru je vyžadován vyšší vnitřní chladicí tlak. Zajistěte plynulý odvod třísek. Při výběru nástroje pro frézování závitů je třeba komplexně zvážit specifické požadavky na zpracování, jako je výrobní dávka, počet otvorů pro šrouby, materiál obrobku, přesnost závitu, specifikace rozměrů a mnoho dalších faktorů, a nástroj by měl být vybrán rozumně.
Čas zveřejnění: 30. listopadu 2021
