Pasirinkite tinkamą sriegio gręžtą: tipų paaiškinimas

Suprantant sriegio suveržimo tipus ir jų taikymą

Rankiniai suveržimai: Kūginiai, kištukiniai ir galiniai – kada naudoti kiekvieną

Koniniai įvaržtai turi apie 8–10 sriegio posūkių, kurie palaipsniui formuojasi įpjovus medžiagą. Jie geriausiai veikia pradedant sriegį akluosiuose skyliuose, nes procese automatiškai centruojasi. Skylėms iki galo skirti kamštiniai įvaržtai. Jie paprastai turi nuo 3 iki 5 koninių sriegio posūkių, todėl puikiai tinka baigti tiesias skyles. Kai reikia dirbti su labai giliomis aklosiomis skylėmis, kur trūksta vietos, būtini dugniniai įvaržtai. Šios specialios priemonės ant galo turi tik 1–2 nuobraižas, todėl jos gali pasiekti patį dugną, nesikimšdamos. Naujas 2023 m. apdirbimo ataskaita parodė ir kai ką įdomaus: gamykloms, laikantis tinkamos įvaržymo sekos, sriegio gedimai sumažėja apie 34 %, ypač dirbant su aliuminio ir vario detalėmis. Tai logiška, nes kiekvienam etapui naudojant tinkamą įrankį, viskas veikia ženkliai efektyviau.

Spiralinio taško ir spiralinių griovelių įvaržtai: drožlių šalinimo optimizavimas

Ypatybė	Spiralinio taško įvaržtai	Spiralinių griovelių įvaržtai
Drožlių kryptis	Stumia į priekį	Ištraukia aukštyn
Tinkamiausias	Skylės iki galo (plienas/geležis)	Aklųjų skylių (nerūdijantis plienas)
CNC našumas	15–20 % greitesni ciklo laikai	Neleidžia pakartotinai apdirbti drožlių

Spiralinio taško sriegiuojamieji grąžtai nukreipia drožles priešais įrankį, todėl jie yra optimalūs skylėms iki galo apdirbti geležiniuose medžiagose. Priešingai, spiralinių kanalėlių sriegiuojamieji grąžtai ištraukia drožles aukštyn, neleisdami jiems susispausti aklųjų skylių metu – tai ypač svarbu apdirbant lipnes medžiagas, tokius kaip nerūdijantis plienas.

Formuojantys ir pjovimo sriegiavimo grąžtai: našumo ir medžiagos apsvarstymas

Gręžtuvai su sriegiavimu veikia kitaip nei įprasti pjaunančios formos gręžtuvai – jie išstumia medžiagą į šoną, o ne pašalina ją. Tai sukuria tvirtesnius sriegius su geresne paviršiaus kokybe, ypač dirbant su minkštesniais metalais, tokiais kaip aliuminis ar varis, kurių kietumas yra žemesnis nei 35 HRC. Gauti sriegiai gali būti apie 20 % tvirtesni už tradiciniais pjovimo metodais pagamintus, tai rodo pramonės tyrimai. Tačiau situacija keičiasi dirbant su kietesnėmis medžiagomis. Kai kalbama apie plienus, kurių kietumas viršija 45 HRC Rockvelo skalėje, tampa būtini konvenciniai pjaunantys gręžtuvai, nes bandant formuoti sriegius atsiranda problemų, tokių kaip per didelis sukimo momentas ar net įrankių lūžimas. Dirbant konkrečiai su titano lydiniais, protinga pereiti prie termiškai apdoroto kobalto plieno gręžtuvų. Šie specialūs įrankiai tarnauja apie 40 % ilgiau nei standartiniai aukštos kokybės greitojo pjovimo plieno variantai ir geriau atlaiko tiek šilumos kaupimąsi, tiek abrazyvinį dilimą apdirbant.

Stakliniai ir CNC suderinami gręžtuvai automatizuotai gamybai

CNC staklėms skirti sriegtavikai gaminami su labai tiksliais kotu galais, kurių nuokrypis siekia apie ±0,01 mm, be to, jie dažomi specialiomis dangomis, tokiomis kaip TiN arba TiAlN. Šios dangos žymiai padidina įrankių ilgaamžiškumą – jie atlaiko daugiau nei tris kartus daugiau ciklų lyginant su įprastais neapdorotais sriegtavikais, ypač intensyvioje gamyboje. Kai apsukos viršija 2 500 aps/min, cechų vadovams tampa būtina tinkamai suderinti špindelio sukimosi greitį su pateikimo greičiu. Priešingu atveju pernelyg dažnai lūžta sriegtavikai, o sriegtai gaunasi neatitinkantys specifikacijų, kas ypač nepageidautina automatizuotose gamybos sistemose, kur svarbiausia vientisa kokybė.

Specialūs sriegtavikai aukštos tikslumo CNC sriegiavimo detalių gamintojams

Aerospace klasės sriegių frezės išlaiko eigos nuokrypio ribas mažesnes nei 0,005 mm, užtikrindamos ±0,01 mm padėties tikslumą kritinėse titano detalėse, tokiuose kaip turbinaus korpusuose. Vieningi gamintojai pasiekia 92 % pirmojo bandymo išeigos rodiklį, derindami mikrogrūdelio kietmetus su adaptacinių CAM strategijų naudojimu, ypač sudėtingoms vidinėms geometrijoms, reikalaujančioms tikslaus sriegiavimo.

Gręžtojo medžiagos ir konstrukcijos pritaikymas apdirbamojo gaminio savybėms

Gręžtojo medžiagos suderinamumas su metalais ir lydiniais

Aukštos kokybės plienas arba HSS vis dar siūlo gerą vertę ir ilgalaikį našumą dirbant su minkštesniais medžiagomis, tokiomis kaip aliuminis ir varis. Tai atitinka ISO 4957:2018 standarte kasdieniniams įrankiams rekomenduojamą. Tačiau susidūrus su atsparesnėmis medžiagomis, tokiose kaip nerūdijantis plienas ar nikelio pagrindu pagamintos superlydžiai, kobalto pridėjimas prie HSS mišinio daro tikrą skirtumą. Šilumos atsparumas padidėja apie 40 %, kas reiškia mažesnį įrankio dėvėjimą net po ilgų pjovimo sesijų. Dirbant su titano lydiniais ar itin kietais plienais, kurių kietumas siekia 45 HRC arba aukštesnį pagal kietumo skalę, dauguma specialistų renkasi karbido grąžtus. Jie išlaiko aštrius briaunus žymiai geriau ir gali išlaikyti pjovimo greičius, kurie yra maždaug triskart didesni už įprastų HSS įrankių galimybes.

Grąžtų parinkimas pagal detalių kietumą ir stiprumą

Medžiagos kietumas lemia tiek grąžto medžiagą, tiek jo geometriją. Kaip rekomenduojama ASM International 2022 metų apdirbimo gairėse:

• <30 HRC : Naudokite standartinius sraigto formos kanalo HSS grąžtus su TiN danga
• 30–45 HRC : Pasirinkite kobalto plieno grąžtus su modifikuotais pjovimo kampais
• >45 HRC : Naudokite vientisus kietmėginius grąžtus su mikrogrūdeline struktūra

Aukštos stiprybės lydiniuose, tokiuose kaip Inconel 718, sriegį formuojantys grąžtai pjovimo jėgą sumažina 62 % lyginant su pjovimo grąžtais, mažindami ruošinio iškraipymą CNC sriegiavimo operacijose.

Dažnų grąžtų gedimų dėl netinkamo medžiagos parinkimo vengimas

Remiantis kai kuriais 2023 m. įrankių tyrimais, apie 73 procentai visų sriegiaračių gedimų, dirbant su kietinamu plienu, atsiranda todėl, kad mechanikai vis dar naudoja aukštos kokybės plieno (HSS) įrankius, o ne pereina prie karbido alternatyvų. Dirbant su lietuvasi, apie 10 laipsnių sriegio kampu pasižyminčios spiralinių taškų formos sriegiaračiai sumažina drožlių užkimšimo problemas maždaug 85 procentų, palyginti su tradiciniais tiesiaplaukiais modeliais. Sukimo momento gedimams užkirsti kelią reikia suderinti sriegiaračio sukimo momento reitingą su medžiagos galimybėmis, remiantis gamintojo techninėse specifikacijose nurodytomis tempties stiprio vertėmis. Tai tampa ypač svarbu automatizacijos procesuose, kai operatoriai bet kuriuo metu gali neturėti nuolatinio matomumo, kas vyksta staklių viduje.

Išpūtų geometrija ir drožlių valdymas aukštos efektyvumo sriegiavime

Kaip išpūtų konstrukcija veikia sriegiaračio efektyvumą ir ilgaamžiškumą

Gręžtuko formos tikrai turi reikšmės, kai kalba eina apie drožlių išvedimą, šilumos valdymą ir tai, kiek ilgai gręžtuvas tarnaus iki pakeitimo. Spiralios grioveliai, turintys apie 30–40 laipsnių kampą, padeda nuolat judėti drožlėms per skylę, sumažinant šilumos kaupimąsi ir sulėtinant įrankio nusidėvėjimą laikui bėgant. Dirbant su sunkesniais medžiagomis tiesieji grioveliai užtikrina geresnę konstrukcinę atramą, nors jie turi savo trūkumų, kadangi operatoriams dažnai tenka sustoti, kad išvalytų susikaupusį šiukšlę iš gilesnių skylių. Šiuolaikinės CNC sriegių frezavimo dirbtuvės dažniausiai naudoja spiralinius gręžtukus, nes jie geriau veikia esant didesniems apsukoms ir išlaiko ganėtinai tikslų toleranciją, paprastai ne didesnę kaip ±0,001 colio, netgi vykdant kelias gamybos partijas iš eilės.

Spiraliniai gręžtukai gilioms skylėms srieguoti CNC aplinkoje

Spiraliniai grioveliai puikiai tinka akloms skylėms, kurios yra gilesnės nei trys jų skersmenys, nes jie ištraukia drožles tiesiai aukštyn, o ne leidžia jiems kaupytis dugne. Tai padeda išvengti problemų, tokių kaip kartotinis apdirbimas ar įstrigimas, kas ypač svarbu gamintant dalis lėktuvams iš sunkiai apdirbamų medžiagų, tokių kaip nerūdijantis plienas ar titanas. Jei apdirbant medžiagą drožlės visiškai nepašalinamos, visos brangių detalių partijos tenka išmesti. Daugelis CNC staklių operatorių pastebi, kad pereinant prie įrankių su spiraliniu grioveliu šiose operacijose, gamybos laikas žymiai sumažėja. Skirtumas tampa ypač akivaizdus sudėtingose detalėse, kai kiekviena sekundė turi reikšmę, o prastovos kainuoja pinigus.

Tiesieji grioveliai ir spiraliniai tašo grąžtai automatizuotose ir rankinėse sistemose

Tiesūs grioveliai geriausiai veikia, kai dirbama rankiniu būdu su trapiais medžiagomis, tokiomis kaip liejimo geležis ar miltelių metalas, nes šios medžiagos linkusios lūžti. Kita vertus, sraigtiniai tašeliai dažniausiai naudojami automatizuotose gamybos sistemose. Šie tašeliai turi 15 laipsnių kampą, kuris stumia drožles į priekį, o ne leidžia jiems strigti skyliose, todėl mašinos gali veikti be nuolatinių sustojimų. Automobilių gamyklos labai naudojasi šia sistema, nes tai reiškia mažiau gedimų ir greitesnį gamybos tempą visose surinkimo linijose.

Tašelių matmenų, gręžtuvų lentelių ir pramonės standartų aiškinimas

Tiksli nišavimas prasideda suprantant matmenų konvencijas ir laikantis pripažintų standartų. Teisingas tašelio ir pirminės skylės parinkimas užtikrina patikimumą tiek prototipų kūrime, tiek didelės apimties CNC nišavimo detalių gamyboje.

Metrinė, trupmeninė ir vamzdinės nišos tašelių matmenų gidas

Kalbant apie metrinius įvaržius, jie mums esminiai du dalykus: skylės skersmenį ir atstumą tarp sriegio vijų. Paimkime pavyzdį M6x1 – tai reiškia, kad turime 6 milimetrų pločio sriegį, kurio kiekvienas vijos viršūnė nutolusi tik 1 milimetru nuo kitos. Tada yra trupmeniniai matavimai, kurie veikia kitaip – jie nurodo tiek skylės dydį, tiek sriegio vijų skaičių colyje, pavyzdžiui, kaip minint 1/4-20. Vamzdžiams dalykai dar labiau specializuojasi. Čia taikomas NPT standartas su koniniu sriegiu, kuris tinkamai užveržus išties padeda sukurti sandarumą. Žiūrint į tai, kas vyksta... Sriegio tipas Dažni matmenys Vijų žingsnis/TPI Tipiškas gręžimo skersmuo Metrinis M6, M8, M10 1,0–1,5 mm 85 % sriegio gylis Trupmeninis 1/4-20, 3/8-16 16–24 TPI 60–75 % skylės skersmens Vamzdis (NPT) 1/8-27, 1/4-18 Koninis Specialūs grafikai

Tikslių rezultatų pasiekimas naudojant grąžtų ir įvaržtų lentelės teisingai

Gręžimo schemos nurodo tinkamą išankstinės skylės dydį – pavyzdžiui, M6x1 sriegiui paprastai reikia 5 mm grąžto. Klaidos dažnai atsiranda maišant imperines ir metrines sistemas. Siekiant tikslumo, būtina patikrinti keturis pagrindinius veiksnius: apdirbamojo gaminio medžiagos kietumą, pageidaujamą sriegio užpildymo procentą (dažniausiai 60–85 %), griovelio tipą ir aušinimo skysčio prieinamumą.

Kaip skaityti sriegio suveržtukų žymenis: dydis, sriegio forma ir medžiagos kodai

Standartiniai sriegio suveržtukų graviruoti žymenys perduoda esminę informaciją:

• M6x1-6H : Metrinis sriegis, 6 mm skersmuo, 1 mm žingsnis, 6H tarpinės klasės tikslumas
• HSS-Co5 : Aukštos greičio plienas su 5 % kobalto lydiniu
• GH3 : Sraigtinis griovelis, dešininis pjūvis, trijų griovelių konfigūracija

Gamintojai privalo patikrinti šiuos žymenis pagal ISO 529 ir ANSI B94.9 standartus, kad išvengtų neatitikimų, kurie automatizuotoje gamyboje galėtų pažeisti detalės vientisumą.

Žingsnis po žingsnio sriegio suveržimo parinkimo procesas CNC ir pramoninėms aplikacijoms

Pradėkite nuo aplikacijos: medžiaga, skylės gylis ir prieiga

Vertinant apdirbimo operacijas, pradėkite nuo trijų pagrindinių veiksnių: su kokia medžiaga dirbama, kiek giliai siūlai turi būti lyginant su jų skersmeniu ir ar yra geras prieiga prie apdirbamos vietos. Aukštos stiprybės lydiniai kelia ypatingus iššūkius, todėl daugelis staklių operatorių renkasi siūlų formavimo grąžtus vietoj pjovimo, nes jie iš tikrųjų stumia medžiagą į šoną, o ne pašalina ją, kas padeda sumažinti įtempimo koncentraciją. Dėl tų sudėtingų gilių aklų skylių, kur trupiniai linkę užstrigti, beveik būtini yra srieginiai grąžtai, kadangi jie žymiai geriau šalina šešėles. Pagal pramonės duomenis iš praėjusiais metais paskelbto „Precision Machining Report“, įmonės, kurios pereidavo prie karbido stiprintų grąžtų, dirbdamos su sriegiais, gilesniais nei trys kartai viršijančiais skersmenį, patyrė apie ketvirtadalį mažiau grąžtų gedimų. Iš tiesų tai logiška, kadangi šios ilgiau tarnaujančios priemonės tiesiog geriau atlaiko sunkias sąlygas.

Nuo staklių tipo iki automatizacijos: sriegio grąžtų parinkimo derinimas su CNC sistemomis

Dauguma CNC sriegių frezavimo detalių gamintojų labai daug dėmesio skiria gręžtukams, kurių eigos išcentriškumas yra mažesnis nei 6 mikronai, o dirbant su automatiniais padavimo įrenginiais paprastai pasirenkama nuo 5 iki 7 išpjovų. Gręžtukai taip pat turi gerai veikti su staklių keitikliais ir turėti galimybę tiekti vidinį aušintuvą, nes tai labai svarbu pasiekti ±0,002 colių tikslumą net esant maksimaliam greičiui. Jei norite konkrečių duomenų, peržiūrėkite naujausią 2024 m. CNC gręžtukų parinkimo gairę. Ten akivaizdu, kad šių įrankių integracija į skaitmenines valdymo sistemas daro procesą žymiai nuoseklesnį skirtingose staklėse ir operatoriuose.

Gamybos apimties vertinimas: formavimo ar pjaunamieji gręžtukai didelės apimties gamyboje

Didelio tūrio nerūdijančio plieno gamyboje (>5 000 vienetų) sriegiu formuojantys grąžtai pasižymi 40 % ilgesniu tarnavimo laiku, tačiau reikalauja išgręžtų skylių, kurios būtų 15–20 % didesnės nei pjaunančiųjų grąžtų. Pjaunantys grąžtai užtikrina lankstumą mažo tūrio partijoms ir prototipams, kai keitimasis vyksta dažnai. Gamintojai, naudojantys prognozuojančius dėvėjimosi algoritmus, praneša apie 18 % žemesnes išlaidas, derindami grąžtų parinkimą su metiniais gamybos prognozavimais.

DUK

Kokie pagrindiniai grąžtų tipai paminėti straipsnyje?

Straipsnyje aptariami koniniai, standartiniai, giluminiai, su spiraline virve, su spiraliniu grioveliu, sriegį formuojantys ir sriegį pjaunantys grąžtai.

Kuo skiriasi grąžtai su spiraline virve ir su spiraliniu grioveliu?

Grąžtai su spiraline virve stumia drožles į priekį, todėl yra tinkamesni skylėms visą medžiagą perveržiančioms, o grąžtai su spiraliniu grioveliu traukia drožles aukštyn, kas idealu akloms skylėms.

Kodėl sriegį formuojantys grąžtai rekomenduojami minkštesniems metalams?

Sriegį formuojantys grąžtai atstumia medžiagą, sukuriant stipresnius sriegius, ypač naudinga minkštesniems metalams, kurių kietumas yra žemesnis nei 35 HRC.

Kokie veiksniai turėtų būti įvertinami renkantis grąžtus CNC sistemoms?

Pagrindiniai veiksniai apima medžiagą, skylės gylį, prieigą, gamybos apimtį ir mašinos galimybes, kad būtų pasirinktas tinkamas grąžtas.