Kā izvēlēties pareizo vītnes urbi: tipu paskaidrojums

Diegu Urbuma Veidu Un To Lietošanas Iezināšana

Rokas diesi: Taper, plug un bottoming – kad katru izmantot

Koniskie urbiņi satur aptuveni 8 līdz 10 vītnes, kas pakāpeniski veidojas, griežoties materiālā. Tie darbojas vislabāk, sākot vītnes aklajos caurumos, jo procesa laikā tie automātiski centrējas. Caurumiem cauri tiek izmantoti cilindriskie urbiņi. Parasti tiem ir no 3 līdz 5 koniskām vītnēm, tādējādi tie ir piemēroti vītnju pabeigšanai caurumos, kas iet cauri. Ar ļoti dziļiem aklajiem caurumiem, kur trūkst vietas, nepieciešami apakšējie urbiņi. Šiem speciālajiem rīkiem uz galas ir tikai 1 vai 2 fasētas vītnes, tāpēc tie var sasniegt pašu apakšu, neiekļuvot strupceļā. Pētījums par apstrādi 2023. gadā parādīja arī kaut ko interesantu. Uzņēmumi, kas ievēro pareizu urbiņošanas secību, pieredz aptuveni 34 % mazāk vītnes bojājumu, konkrēti strādājot ar alumīnija un misiņa detaļām. Tas ir saprotams, jo katram posmam piemērots rīks kopumā vienkārši darbojas labāk.

Spirālvirzi vs. spirālfloka urbiņi: optimizēta skaidru izvadīšana

Iezīme	Spirālvirzes urbiņi	Spirālfloka urbiņi
Skaidu virziens	Iegrūž uz priekšu	Izvelk uz augšu
Pareizākais risinājums	Caurskardīgi caurumi (tērauds/čuguns)	Aklie caurumi (nerūsējošais tērauds)
CNC veiktspēja	par 15–20 % īsākas cikla laika	Novērš skaidru atkārtotu griešanu

Spirālveida punkta urbi virza skaidas priekšā instrumentam, kas tos padara par optimālu izvēli caurskardīgiem caurumiem dzelzs saturošos materiālos. Savukarš, spirālveida kanālu urbi izvada skaidas uz augšu, novēršot to saspiešanos aklajos caurumos — īpaši svarīgi, apstrādājot lipīgus materiālus, piemēram, nerūsējošo tēraudu.

Virsnes formēšanas pret griešanas urbiem: veiktspēja un materiālu apsvērumi

Vītņu veidošanas urbi darbojas atšķirīgi nekā parasti griezējurbi, jo tie faktiski nobīda materiālu sānis, nevis to noņem. Tas rada stiprākas vītnes ar labāku virsmas kvalitāti, īpaši strādājot ar mīkstākiem metāliem, piemēram, alumīniju vai misiņu, kuru cietība ir zem 35 HRC. Rezultātā iegūtās vītnes var būt aptuveni par 20% stiprākas salīdzinājumā ar tām, kas izgatavotas ar tradicionālām griešanas metodēm, liecina rūpniecības testi. Tomēr situācija mainās, strādājot ar cietākiem materiāliem. Tēraudos ar cietību virs 45 HRC pēc Rokvela skalas, kļūst būtiski izmantot parastus griezējurbus, jo mēģinājumi veidot vītni var izraisīt problēmas, piemēram, pārmērīgu griezes momentu vai pat instrumentu sabojāšanos. Strādājot konkrēti ar titānu, ir lietderīgi pāriet uz termiski apstrādātiem kobalta tērauda urbiem. Šie speciālie instrumenti kalpo aptuveni par 40% ilgāk nekā standarta augstā ātruma tērauda varianti, labāk izturējot gan siltuma uzkrāšanos, gan abrazīvo nodilumu apstrādes procesā.

Mašīnu un CNC savietojami urbi automatizētai ražošanai

CNC mašīnām paredzēti urbi tiek piegādāti ar ļoti precīziem kātu tolerancēm aptuveni ±0,01 mm, turklāt tie ir pārklāti ar moderniem pārklājumiem, piemēram, TiN vai TiAlN. Šie pārklājumi ievērojami palielina rīku kalpošanas laiku, nodrošinot trīs reizes vairāk ciklu salīdzinājumā ar parastiem nepārklātiem urbiem, strādājot lielos ražošanas apjomos. Kad apgriezieni pārsniedz 2500 RPM, ir absolūti būtiski, ka darbagalvas rotācija pareizi saskaņota ar padeves ātrumu, kas ir jāievēro ražotnes vadītājiem. Pretējā gadījumā bieži notiek urbu lūzumi un iegūtie vītnes nav atbilstoši specifikācijām, kas nav vēlams automatizētā ražošanas šūnā, kur visvairāk nozīmes ir vienmērībai.

Speciālie urbi augstas precizitātes CNC vītņu frezēšanas detaļu ražotāju vajadzībām

Aviācijas klases vītņu frezes uztur ekscentricitātes pieļaujamās novirzes zem 0,005 mm, nodrošinot ±0,01 mm pozicionēšanas precizitāti kritiskos titāna komponentos, piemēram, turbīnas korpusos. Vadošie ražotāji sasniedz 92% pirmreizējā iznākuma likmi, kombinējot mikrograudu karbīda instrumentus ar adaptīvām CAM stratēģijām, īpaši sarežģītām iekšējām ģeometrijām, kurām nepieciešama precīza vītņošana.

Vītnes griezēja materiāla un dizaina atbilstība заготовки īpašībām

Vītnes griezēja materiāla savietojamība ar metāliem un sakausējumiem

Augstkalnes tērauds vai HSS joprojām nodrošina labu vērtību un ilgstošu veiktspēju, strādājot ar mīkstākiem materiāliem, piemēram, alumīniju un misiņu. Tas atbilst ISO 4957:2018 standartā ieteiktajam ikdienas rīkiem. Tomēr, strādājot ar grūtākiem materiāliem, piemēram, nerūsējošo tēraudu vai nikelisaturīgajiem super sakausējumiem, kobalta pievienošana HSS maisījumā padara lielu atšķirību. Karstizturība palielinās aptuveni par 40%, kas nozīmē mazāku instrumenta nodilumu pat pēc ilgām griešanas sesijām. Darbiem ar titānu vai ļoti cietiem tēraudiem, kuru cietība ir 45 HRC vai augstāka pēc cietības skalas, lielākā daļa speciālistu izvēlas karbīda urbjus. Tie daudz labāk saglabā savu aso malu un var izturēt griešanas ātrumus, kas ir aptuveni trīs reizes augstāki nekā parastiem HSS rīkiem.

Urņu izvēle atkarībā no заготовки cietības un stiprības

Materiāla cietība nosaka gan urņu materiālu, gan to ģeometriju. Kā ieteikts ASM International 2022. gada apstrādes norādījumos:

• <30 HRC : Izmantojiet standarta spirālveida dobuma HSS urbjus ar TiN pārklājumu
• 30–45 HRC : Izmantojiet kobalta tērauda urbjus ar modificētiem asuma leņķiem
• >45 HRC : Izmantojiet cietais metāla urbjus ar mikrograudu struktūru

Augstas izturības sakausējumos, piemēram, Inconel 718, vītnes veidošanas urbi griešanas spēkus samazina par 62 % salīdzinājumā ar griešanas urbiem, minimizējot заготовки deformāciju CNC vītnes frēzēšanas operācijās.

Izvairīšanās no biežākajiem urbu bojājumiem, kas saistīti ar materiālu neatbilstību

Saskaņā ar dažām nesenām instrumentu izpētēm 2023. gadā aptuveni 73 procenti visu metinājumu bojājumu, strādājot ar sakausētu tēraudu, notiek tādēļ, ka meistari joprojām izmanto augstas ātrdarbības tērauda (HSS) instrumentus, nevis pāriet uz karbīda alternatīvām. Attiecībā uz lietā tēraudu pielietojumiem, šie spirālveida punkta urbi ar aptuveni 10 grādu spirāles leņķi faktiski samazina skaidru aizsprostošanās problēmas par aptuveni 85% salīdzinājumā ar tradicionālajiem taisnajiem kanāliem. Torsionālo bojājumu novēršana prasa savienot urbjmašīnas momenta reitingu ar to, ko materiāls var izturēt, pamatojoties uz ražotāja specifikāciju lapās norādītajām stiepes izturības vērtībām. Tas kļūst īpaši svarīgi automātizācijas procesos, kad operatoriem var nebūt pastāvīga redzamība uz to, kas notiek mašīnrīka iekšpusē katrā konkrētā brīdī.

Kanālu ģeometrija un skaidu vadība augsta veiktspējas vītnēšanā

Kā kanālu dizains ietekmē urbjmašīnu efektivitāti un kalpošanas laiku

Frēzes forma patiešām ir svarīga, lai izvadītu skaidas, pārvaldītu siltumu un noteiktu to, cik ilgi uzgrieznis kalpos, pirms tas būs jāaizstāj. Spirālveida frēzes ar aptuveni 30 līdz 40 grādu leņķi palīdz noturēt skaidas nepārtrauktā kustībā caurumā, kas samazina siltuma uzkrāšanos un aizkavē rīka nodilšanu laika gaitā. Strādājot ar grūtākiem materiāliem, taisnās frēzes nodrošina labāku strukturālo atbalstu, kaut arī tās rada savas problēmas, jo operatoriem bieži jāaptur darbs, lai no dziļākiem caurumiem iztīrītu uzkrājušos atkritumu materiālu. Lielākā daļa CNC vītnes frezēšanas darbnīcu šodien paliek pie spirālveida frēžu uzgriežņiem, jo tie daudz labāk panes augstākus apgriezienus minūtē un uztur diezgan precīzas tolerances, parasti plus vai mīnus 0,001 collas robežās, pat strādājot vairākas ražošanas partijas vienu pēc otras.

Spirālveida frēžu uzgriežņi dziļu caurumu vītņošanai CNC vidē

Spirālveida kanālu urbi ļoti labi darbojas slēgtos caurumos, kas ir dziļāki par trīskāršu to diametru, jo tie paceļ skaidas tieši uz augšu, nevis ļauj tām sakrāties apakšā. Tas palīdz novērst problēmas, piemēram, atkārtotu griešanu un iesprūšanu, kas ir īpaši svarīgi, izgatavojot detaļas lidmašīnām no izturīgiem materiāliem, piemēram, nerūsējošā tērauda vai titāna. Ja skaidas netiek pilnībā noņemtas apstrādes laikā, tiek izmesti visi dārgu komponentu ražošanas partijas. Daudzi CNC mašīnu operatori patiešām novēro ievērojamu ražošanas laika samazināšanos, kad pāriet uz spirālveida kanālu rīkiem šāda veida darbiem. Atšķirība kļūst īpaši acīmredzama sarežģītās detaļās, kur katrs sekunds ir svarīgs un pārtraukumi maksā naudu.

Taisnie kanāli un spirālveida punktu urbi automatizētās salīdzinājumā ar manuālām sistēmām

Taisni kanāla urbi darbojas vislabāk, ja manuāli apstrādā trauslas vielas, piemēram, lieti dzelzi vai pulvermetālu, jo šādas materiālu tendence ir lūzt un drupāt. Savukārt spirālveida galvas urbi tiek plaši izmantoti automatizētās ražošanas iekārtās. Šiem urbiem raksturīgs 15 grādu leņķis, kas virza tērauda skaidas uz priekšu, nevis ļauj tām iesprūst caurumos, tādējādi mašīnas var darboties nepārtraukti bez biežām apturēm. Autoražotāji īpaši izbauda šādu iestatījumu, jo tas nozīmē mazāk pārtraukumu un ātrāku ražošanu pa montāžas līnijām.

Urbu izmēru, urbuma tabulu un nozares standartu atšifrēšana

Precīzs vītnes izgatavošanas process sākas ar izmēru apzīmējumu izpratni un atbilstību oficiāli atzītiem standartiem. Pareiza urba un vadcauruma izvēle nodrošina uzticamību gan prototipu izstrādē, gan lielapjomu CNC vītnes frēzēšanas detaļu ražošanā.

Metriskais, daļskaitļu un cauruļu vītnes urbu izmēru ceļvedis

Runājot par metriskajiem vītnēm, tie mums būtiski norāda divas lietas: caurules diametru un attālumu starp vītnes krokām. Piemēram, M6x1 nozīmē, ka mēs iegūstam 6 milimetrus platu vītni, kur katrs kroks atrodas tieši 1 milimetru attālumā no nākamā. Tad ir daļskaitļu mērījumi, kas darbojas citādi — tie mēra gan caurules izmēru, gan to, cik daudzas vītnes ietilpst collā, piemēram, kad kāds min 1/4-20. Caurulēm situācija kļūst vēl specializētāka. Šeit tiek izmantots NPT standarts ar koniskajām vītnēm, kas faktiski palīdz izveidot blīvējumu, kad savienojums ir pienācīgi sasprindzināts. Apskatoties uz to, kas notiek... Vītnes tips Parastie izmēri Pitches/TPI Tipiskais urbjizmērs Metriskais M6, M8, M10 1,0–1,5 mm 85% vītnes dziļums Daļskaitlis 1/4-20, 3/8-16 16–24 TPI 60-75% caurules diametrs Caurule (NPT) 1/8-27, 1/4-18 Konisks Specializēti grafiki

Precīzi rezultāti ar urbjmašīnas un vītņu veidošanas tabulu pareizu izmantošanu

Urbšanas tabulas norāda pareizo vadotnes cauruma izmēru — piemēram, M6x1 iekšdiegu parasti sagatavo ar 5 mm urbi. Kļūdas bieži rodas, sajaucot imperiālo un metrisko sistēmu. Lai nodrošinātu precizitāti, jāpārbauda četri galvenie faktori: загriezuma materiāla cietība, vajadzīgais diegu procents (parasti 60–85%), fasējuma veids un dzesēšanas šķidruma pieejamība.

Kā lasīt iekšdiegu marķējumus: izmērs, diegu forma un materiālu kodu

Standarta iekšdiegu iegravējumi satur būtisku informāciju:

• M6x1-6H : Metriskais iekšdiegs, 6 mm diametrs, 1 mm solis, 6H tolerances klase
• HSS-Co5 : Augstā ātruma tērauds ar 5% kobalta sakausējumu
• GH3 : Spirālveida žāvām, griešana pa labi, trīs žāvas

Ražotājiem šos marķējumus jāpārbauda atbilstībā ISO 529 un ANSI B94.9 standartiem, lai novērstu neatbilstības, kas var kompromitēt detaļas integritāti automatizētā ražošanā.

Solis pa solim veikta urbumu griezējierīču izvēle CNC un rūpnieciskām lietojumprogrammām

Sāciet ar lietojumu: materiāls, urbuma dziļums un piekļuve

Apskatot apstrādes operācijas, sāciet ar trim galvenajiem faktoriem: ar kādu materiālu mēs darbojamies, cik dziļiem jābūt vītnēm attiecībā pret to diametru un vai ir labs piekļuves līmenis apstrādājamajai zonai. Augstas izturības sakausējumi rada īpašas grūtības, tāpēc daudzi metinātāji izvēlas vītnes veidošanas urbjus nevis griešanas, jo tie faktiski atspiež materiālu malā, nevis to noņem, kas palīdz samazināt sprieguma koncentrāciju. Grūti pieejamām dziļām aklo caurumām, kur skaidas tendēcējas iestrēgt, spirālveida flīzes urbjus gandrīz vienmēr nepieciešams izmantot, jo tie daudz labāk izvada netīrumus. Saskaņā ar iepriekšējā gada Precīzās apstrādes ziņojuma datiem, uzņēmumi, kas pārgāja uz karbīda uzlabotiem urbiem, pieredzēja aptuveni par ceturto daļu mazāk urbu bojājumu, strādājot ar vītnēm, kuru dziļums pārsniedz trīs reizes lielāku diametru. Patiesībā tas ir saprotams, jo šie izturīgākie rīki vienkārši labāk iztur smagākos apstākļus.

No mašīnas tipa līdz automatizācijai: Savieto vītņu urbu izvēli ar CNC sistēmām

Lielākā daļa CNC vītnes frēzēšanas piederumu ražotāju īpaši koncentrējas uz tādiem urbtapām, kuru ekscentricitāte ir zemāka par 6 mikroniem, un parasti izvēlas starp 5 un 7 griezējmalām, strādājot ar automatizētām padeves sistēmām. Tām jābūt labi saderīgām arī ar mašīntehniskajiem piederumu maiņas mehānismiem, turklāt tām jāspēj nodrošināt iekšēju dzesēšanas šķidruma padoti, jo tas ir ļoti svarīgi, lai sasniegtu precizitāti +\/- 0,002 collas pat augstākajos apgriezienos. Apskatieties jaunākajā 2024. gada CNC urbtapu izvēles rokasgrāmatā, ja vēlaties iegūt konkrētus datus. Tur īpaši izceļas fakts, ka šo rīku integrēšana digitālajās pārvaldības sistēmās padara procesu daudz vienveidīgāku dažādām mašīnām un operatoriem.

Ražošanas apjomu novērtēšana: veidošanas tapas salīdzinājumā ar griešanas tapām liela apjoma ražošanā

Lielā apjomā ražojot nerūsējošo tēraudu (>5 000 vienības), vītnes veidošanas urbjmetiņiem ir par 40% ilgāka kaluma izturība, taču tiem nepieciešamas iepriekš uzurbētas caurules, kas par 15–20% lielākas nekā griešanas urbjmetiņiem. Griešanas urbjmetiņi nodrošina elastību mazapjomu sērijām un prototipiem, kur maiņas notiek bieži. Ražotāji, kas izmanto prognozēšanas algoritmus nolietojumam, ziņo par 18% zemākām izmaksām, savienojot urbjmetiņu izvēli ar gadskārtējām ražošanas prognozēm.

Bieži uzdotie jautājumi

Kādi galvenie urbjmetiņu tipi minēti rakstā?

Rakstā tiek apspriesti koniskie, standarta, apakšējie, spirālā punkta, spirālās flute, vītnes veidošanas un vītnes griešanas urbjmetiņi.

Kā atšķiras spirālā punkta un spirālās flute urbjmetiņi?

Spirālā punkta urbjmetiņi virza skaidas uz priekšu, tādējādi piemērotāki caurskaram, savukārt spirālās flute urbjmetiņi izvelk skaidas uz augšu, kas ir ideāli aklajām caurulēm.

Kāpēc vītnes veidošanas urbjmetiņi tiek ieteikti mīkstākiem metāliem?

Vītnes veidošanas urbjmetiņi atbīda materiālu sānis, veidojot stiprākas vītnes, kas īpaši izdevīgi mīkstākos metālos ar cietību zem 35 HRC.

Kādi faktori jāņem vērā, izvēloties skrūvgriezīgus instrumentus CNC sistēmām?

Galvenie faktori ietver materiālu, cauruma dziļumu, piekļuvi, ražošanas apjomu un mašīnas spējas, lai nodrošinātu pareizas skrūvgriezīgas instrumenta izvēli.