Izbor pravog navojnog čepa: vrste objašnjene

Разумевање врста навојних метала и њихове примене

Ручни метал: конусни, обични и дно-метал – када користити сваки од њих

Konični navojni metci imaju otprilike 8 do 10 navoja koji se postepeno formiraju dok se urezuju u materijal. Najbolje deluju pri izradi navoja u slepim rupama jer se pri radu automatski centriraju. Za rupe kroz koje se provlači, koriste se prstenasti metci. Oni obično imaju između 3 i 5 koničnih navoja, što ih čini pogodnim za završne operacije kod rupa koje prolaze kroz ceo deo. Kada je u pitanju veoma duboke slepe rupe gde je prostor ograničen, neophodni su dno-metci. Ovi specijalni alati imaju samo 1 ili 2 žlebana navoja na vrhu, tako da mogu doseći sve do dna bez zaglavljivanja. Nedavni izveštaj o obradi iz 2023. godine pokazao je nešto zanimljivo. Radionice koje prave navoj prema ispravnom redosledu imaju oko 34% manje grešaka u izradi navoja, posebno pri radu sa delovima od aluminijuma i mesinga. Ima smisla, jer upotreba odgovarajućeg alata za svaku fazu ukupno daje bolje rezultate.

Spiralni vrh naspram spiralnih žlebova kod metaka: optimizacija odvođenja strugotine

Karakteristika	Metci sa spiralnim vrhom	Metci sa spiralnim žlebovima
Pravac odvođenja strugotine	Gura napred	Izvlači nagore
Najbolje za	Kroz rupе (čelik/gvožđe)	Slepe rupe (nerđajući čelik)
CNC Performansa	15-20% brže ciklusne vremenske periode	Sprječava ponovno sečenje strugotine

Spiralni vršni navojni noževi usmjeravaju strugotinu ispred alata, što ih čini optimalnim za primjenu u kroz rupama kod feromagnetnih materijala. Nasuprot tome, spiralni žljebovi na navojnim noževima izbacuju strugotinu nagore, sprječavajući sabijanje u slepim rupama – što je posebno važno pri obradi ljepljivih materijala poput nerđajućeg čelika.

Oblikovanje navoja naspram rezanja navoja: performanse i razmatranja o materijalu

Nareznici za oblikovanje navoja rade drugačije u odnosu na standardne sečive nareznike jer zapravo razdvajaju materijal umesto da ga uklanjaju. Ovo stvara jače navoje sa boljim kvalitetom površine, pogotovo pri radu sa mekšim metalima poput aluminijuma ili mesinga koji imaju tvrdoću ispod 35 HRC. Prema industrijskim testovima, dobijeni navoji mogu biti približno 20% jači u odnosu na one napravljene tradicionalnim sečivim tehnikama. Međutim, situacija se menja kod tvrđih materijala. Za čelike preko 45 HRC na Rokvelovoj skali, konvencionalni sečivi nareznici postaju neophodni, jer bi pokušaj oblikovanja navoja doveo do problema kao što su preveliki obrtni moment ili čak lom alata. Kod rada sa titanom, posebno ima smisla preći na nareznike od toplotno obrađenog kobalt-čelika. Ovi specijalizovani alati traju otprilike 40% duže u poređenju sa standardnim opcijama od brzohodnog čelika, a bolje podnose i nagomilavanje toplote i abrazivno habanje tokom obrade.

Alati za navoje pogodni za mašinsku i CNC obradu, namenjeni automatizovanoj proizvodnji

Сврдла намењена за CNC машине долазе са веома тачним дозвољеним отклонима бушона од око ±0,01 мм, а осим тога имају премазе попут TiN или TiAlN. Ови премази чине велику разлику у погледу трајности алата, издржавајући више од три пута више циклуса у поређењу са обичним непремазаним алатима током серијске производње. Када се брзина окретања превисоко подигне преко 2.500 ОРМ, правилно усклађивање брзине ротације мотора са брзином напредовања постаје апсолутно неопходно за менаџере радне површине. У супротном, често долази до поломљених сврдла и неправилних навоја, што нико не жели у аутоматизованој производној ћелији где је конзистентност најважнија.

Специјална сврдла за произвођача делова високе прецизности за фрезирање навоја на CNC машинама

Фрезе за навој класе аерокосмичке индустрије одржавају толеранције извртања испод 0,005 мм, омогућавајући позициону тачност од ±0,01 мм код кључних делова од титанијума, као што су кућишта турбина. Водећи произвођачи постижу стопу првог прохода од 92% комбиновањем алата од микро-зрна карбида са адаптивним CAM стратегијама, посебно за сложене унутрашње геометрије које захтевају прецизно нарезивање навоја.

Усклађивање материјала и дизајна навојног резача са особинама радног предмета

Компатибилност материјала навојног резача са металима и легурама

Челик за алата високих брзина, или ХСС, и даље нуди добру вредност и трајан рад приликом обраде мекших материјала као што су алуминијум и бронза. Ово одговара препорукама из стандарда ИСО 4957:2018 за свакодневне алате. Међутим, када је у питању обрада отпорнијих материјала као што је нерђајући челик или супер легуре на бази никла, додавање кобалта у смесу ХСС-а значајно побољшава перформансе. Отпорност на топлоту се повећава за око 40%, што значи мањи хабање алатa чак и након дужих периода резања. За послове који укључују титанијум или веома тврде челике чија тврдоћа износи 45 HRC или више, већина стручњака користи карбидне навојне алата. Они задржавају оштрије рубове дуже време и могу поднети брзине резања које су грубо три пута веће у односу на обичне ХСС алате.

Избор навојних алата на основу тврдоће и чврстоће материјала

Тврдоћа материјала одређује како материјал тако и геометрију навојног алата. Као што је препоручено у ASM International-овом водичу за обраду из 2022. године:

• <30 HRC : Користите стандардне спиралне навојне алата од ХСС челика са ТиН преклапањем
• 30–45 HRC : Изаберите навојне чепове од челика са кобалтом и модификованим угловима напада
• >45 HRC : Користите чврсте карбидне чепове са микрозрнastом структуром

Код високотрајних легура као што је Инконел 718, чепови за обликовање навоја смањују силе резања за 62% у односу на сечење навоја, чиме се минимизира деформација заграде у операцијама фрезовања навоја на CNC машинама.

Избегавање уобичајених кварова навојних чепова због неусаглашености материјала

Према неким недавним студијама алатки из 2023. године, око 73 процента свих кварова навојних алата при раду са закаленим челиком дешава се зато што машински оператери и даље бирају алате од брзочеличног челика (HSS) уместо да пређу на карбидне алтернативе. Када је реч о применама са ливеним гвожђем, ти спирални точкови са углом хеликса од око 10 степени заправо смањују проблеме због зачепљивања струготине за отприлике 85% у односу на традиционалне дизајне са равним жлебовима. Спречавање торзионих кварова захтева усклађивање степена оптерећења навојног алата са оним што материјал може да поднесе, на основу вредности чврстоће на истезање наведених у техничким листовима произвођача. Ово постаје посебно важно током процеса аутоматизације када оператери могу да немају стални увид у то шта се дешава унутар алатне машине у било ком тренутку.

Геометрија жлебова и управљање струготином код високоексплоатационих навоја

Како дизајн жлебова утиче на ефикасност и дужину трајања навојног алата

Oblik žlebova zaista ima značaja kada je u pitanju odvođenje strugotine, upravljanje toplotom i vek trajanja navojnog čepa pre nego što bude potrebno zameniti. Spiralni žlebovi sa uglom od oko 30 do 40 stepena pomažu u stalnom kretanju strugotine kroz rupu, čime se smanjuje nagomilavanje toplote i usporava habanje alata tokom vremena. Kada se radi sa tvrdim materijalima, pravi žlebovi pružaju bolju strukturnu podršku, iako donose svoje probleme jer operateri moraju često da prekidaju rad kako bi uklonili nakupljeni otpad iz dubljih rupa. Većina CNC radionica za navoje danas koristi navojne čepove sa spiralnim žlebovima jer mnogo bolje podnose veće brojeve obrtaja i održavaju vrlo tačne tolerancije, obično unutar plus/minus 0,001 inča, čak i pri uzastopnom izvođenju više serija proizvodnje.

Navojni čepovi sa spiralnim žlebovima za navoje u dubokim rupama u CNC okruženjima

Сврлини усечени навојни чепови одлично функционишу за слепе рупе које су дубље од три пута више од њиховог пречника, јер одводе струготину директно нагоре, уместо да им дозвољавају да се накупи на дну. Ово помаже да се спрече проблеми као што су поновно резање и закочење, што је посебно важно при изради делова за авиона од чврстих материјала као што су нерђајући челик или титанијум. Када се струготина не уклони потпуно током обраде, целе серије скупиходних компонената се одбацују. Многи CNC машински техничари заправо имају знатно смањено време производње када пређу на сврлине усечене алате за ове врсте послова. Разлика постаје посебно очигледна код комплексних делова где сваки секунд има значаја, а простоји коштају новца.

Прави усек и чепови са спиралном тачком у аутоматизованим насупрот ручним системима

Прави усечени навојни чепови најбоље функционишу када се рад урађује ручно са кртим материјалима као што су ливено гвожђе или прахово метал, јер ови материјали имају тенденцију да се ломе и одламају. С друге стране, навојни чепови са спиралном тачком веома су заступљени у аутоматизованим производним системима. Ови чепови имају нагиб од 15 степени који гура стругotine напред, уместо да их пусти да се заглаве у отворима, чиме се омогућава непрекидан рад машина без сталних застоја. Фабрике аутомобила посебно имају користи од ове конфигурације, јер то значи мање кварова и брже време производње на линијама за скупљање.

Децодирање величина навојних чепова, табеле сврдла и индустријски стандарди

Прецизно нарезивање почиње разумевањем конвенција о димензијама и придржавањем прихваћених стандарда. Избор правилног навојног чепа и водећег отвора осигурава поузданост како у прототипирању, тако и у производњи делова са великом серијом помоћу CNC фрезера за нарезивање.

Водич кроз метричке, фракционе и цевне навојне величине чепова

Када говоримо о метричким навојима, они у основи назначавају две ствари: пречник отвора и размак између навоја. Узмимо као пример M6x1, што значи да имамо навој ширине 6 милиметара при чему је размак између сваког врха навоја тачно 1 милиметар. Постоје и разломковите мере које функционишу другачије – оне одређују величину отвора и број навоја по инчу, на пример када неко помене 1/4-20. За цеви, ствари су још специјализоване. Овде се примењује стандард NPT са коничним навојима који заправо помажу у стварању заптивности када се добро затегну. Разматрајући шта се дешава... Тип навоја Најчешће величине Корак/ТПИ Пречник бушиљке Метрички M6, M8, M10 1,0–1,5 mm 85% дубине навоја Разломковити 1/4-20, 3/8-16 16–24 ТПИ 60-75% пречника отвора Цевни (NPT) 1/8-27, 1/4-18 Конични Посебне табеле

Правилна употреба табела за бушиљке и навоје ради прецизних резултата

Дижне табеле одређују исправну величину предварљивог отвора — на пример, сврдло од 5 мм обично претходи М6x1 навојној матични. Грешке се често јављају због мешања империјалног и метричког система. Да бисте осигурали тачност, упоредите четири кључна фактора: тврдоћу материјала предмета обраде, жељени проценат навоја (обично 60–85%), тип фасона и доступност сечива.

Како читати ознаке на матичним вијцима: величина, облик навоја и ознаке материјала

Стандардне гравирке на матичним вијцима преносе основне информације:

• M6x1-6H : Метрички вијак, пречник 6 мм, размак навоја 1 мм, класа толеранције 6H
• HSS-Co5 : Брзоресни челик са 5% кобалт легуром
• GH3 : Спирални флуш, десни смер резања, конфигурација са 3 ножа

Произвођачи морају проверити ове ознаке у односу на стандарде ISO 529 и ANSI B94.9 како би спречили неусаглашеност која би могла да угрози целовитост делова у аутоматској производњи.

Пошагови избор усисавања за CNC и индустријске примене

Почните са применом: материјал, дубина рупе и приступ

Када се посматрају операције обраде, треба започети са три кључна фактора: врста материјала с којим се ради, дубина навоја у односу на њихов пречник и доступност области на којој се ради. Легуре високе чврстоће представљају посебан изазов, због чега многи стругари користе навојне матрице за формирање уместо оних за исецање, јер оне заправо померају материјал у страну уместо да га уклањају, чиме се смањују концентрације напона. За оне тешке случајеве дубоких слепих рупа где се честице често заглављују, спирални навојни метци су практично неопходни, јер много боље уклањају отпад. Према подацима из Индустријског извештаја о прецизној обради из прошле године, радње које су прешле на карбидно побољшане матрице имале су отприлике четвртину мање кварова матрица при раду са навојима дубљим од три пута више од пречника. Што је заправо логично, јер ови издржљивији алати просто боље издржавају теже услове.

Од врсте машине до аутоматизације: Усаглашавање избора матице са CNC системима

Већина произвођача делова за фрезовање навоја на CNC машинама посебно се фокусира на усисиваче чији излет буде испод 6 микрона и обично бирају између 5 и 7 секти, када раде са тим аутоматизованим системима довода. Усисивачи морају добро функционисати и са аутоматским мењачима алата, као и да поднесу унутрашњу доводу хладњака јер је ово изузетно важно за постизање тачности од ± 0,002 инча, чак и приликом рада на максималној брзини. Погледајте шта се налази у најновијем водичу за избор CNC метала за 2024. годину ако желите детаље. Оно што се истиче јесте како повезивање ових алата у дигиталне системе управљања чини све много конзистентнијим на различитим машинама и оператерима.

Процена запремине производње: Обликовање насупрот сечења метала у условима високе производње

Kod proizvodnje nerđajućeg čelika velikih serija (>5.000 jedinica), navojne matrice za oblikovanje nude 40% duži vek trajanja alata, ali zahtevaju prethodno izbušene rupe za 15–20% veće nego kod sečenja navoja. Matrice za sečenje navoja pružaju fleksibilnost za serije manjih količina i prototipove gde je promena česta. Proizvođači koji koriste algoritme predviđanja habanja prijavljuju 18% niže troškove usklađivanjem izbora matrice sa godišnjim prognozama proizvodnje.

Често постављана питања

Koje su glavne vrste matrica pomenute u članku?

U članku se analiziraju konične, srednje duboke, dno-profilne, spiralne tačke, sa spiralnim kanalom, za oblikovanje i sečenje navoja.

U čemu se razlikuju matrice sa spiralnom tačkom i sa spiralnim kanalom?

Matrice sa spiralnom tačkom guraju strugotine napred, što ih čini boljim za prolazne rupe, dok matrice sa spiralnim kanalom izvlače strugotine nagore, što je idealno za slepe rupe.

Zašto se matrice za oblikovanje navoja preporučuju za mekše metale?

Matrice za oblikovanje navoja razmiču materijal, stvarajući jače navoje, što je posebno korisno kod mekših metala čija tvrdoća je ispod 35 HRC.

Koje faktore treba proceniti prilikom odabira navojnih glodala za CNC sisteme?

Ključni faktori uključuju materijal, dubinu rupe, pristup, zapreminu proizvodnje i mogućnosti mašine kako bi se osiguralo da je odabrano odgovarajuće navojno glodalо.