Резьбофрезерование – полное руководство

Вы когда-нибудь задумывались, как можно нарезать резьбу внутри заранее просверленного отверстия и как это сделать? Этот процесс стал возможен благодаря технологии, называемой резьбофрезерованием, которую мы собираемся критически рассмотреть.

Что Фрезерование резьбы

В общих чертах мы можем описать это как способ создания резьбы путем разрезания материала с помощью высокоскоростного инструмента. Режущий инструмент не имеет полного контакта с резьбовым отверстием, как при нарезании резьбы, а представляет собой лишь небольшую точку постоянного контакта.

Прежде чем приступать к нарезанию резьбы на заготовке, вам необходимо предварительно просверлить отверстие большего размера, чем ваш режущий инструмент. Однако иногда мы можем использовать его для нарезания резьбы по внешней окружности некоторых заготовок.

Если вы нарезаете резьбу внутри отверстия заготовки, то диаметр такого отверстия должен превышать диаметр вашего резьбофрезера. Это сделано для того, чтобы дать ему возможность вращаться круговыми движениями внутри окружности отверстия для создания резьбы.

Не путайте это с нарезанием резьбы, поскольку диаметр нарезаемого инструмента такой же, как и отверстие, в которое вы хотите нарезать резьбу. Ваш инструмент также полностью соприкасается с окружностью заготовки, по которой вы нарезаете резьбу.

Преимущества резьбофрезерования

Гибкий

Одной и той же фрезой можно нарезать резьбу на заготовке как по внутреннему, так и по внешнему диаметру. Размеры резьбы также можно менять по диаметру без смены фрезы.

Уменьшенный износ

Режущий инструмент при фрезеровании резьбы имеет минимальное взаимодействие с материалом, на который нарезается резьба. Износ ваших инструментов значительно снижается, что увеличивает срок их службы.

Лучше качество

Резьба, которую вы создаете с помощью фрезерования, имеет более высокое качество по сравнению с нарезанием резьбы или любым другим методом. Во многом это связано с тем, что режущий инструмент имеет канавки, которые помогают удалять стружку во время фрезерования.

Работает с плохо обрабатываемыми материалами

Условия резания превосходят традиционные и позволяют нарезать резьбу на материалах с плохой обрабатываемостью. Такие материалы, как титан и закаленная сталь, трудно обрабатывать, но их можно легко нарезать фрезерным станком.

Глухие отверстия

Вы можете легко создать весь профиль резьбы по всей длине отверстия заготовки за один проход. Это невозможно при нарезании резьбы, так как вам придется сверлить глубже, чтобы получить первый полный профиль.

Процесс фрезерования резьбы

Вам придется пройти различные этапы предварительного фрезерования, чтобы выполнить идеальную процедуру резьбофрезерования. Во-первых, вы должны иметь обширные знания в области применения, в которой будет использоваться ваша заготовка с фрезерной резьбой.

Вам также потребуются размеры отверстия, в котором вы нарезаете резьбу, с точки зрения его диаметра и размеров резьбы. Теперь вы можете выбрать режущий инструмент, который лучше всего соответствует свойствам вашего материала и геометрическим характеристикам.

Следующий шаг — запрограммировать станок (например, ЧПУ) на подачу фрезы с соответствующей радиальной глубиной резания. Другие параметры включают скорость вращения во время резки и соответствующую подачу для процесса.

Существуют доступные программы, такие как CAD/CAM, которые могут легко помочь вам в этой процедуре. Когда вы закончите, вы можете протестировать всю установку на пробной заготовке.

Здесь вы можете точно настроить такие параметры, как скорость инструмента и подача по траектории. Это делается с пробной заготовкой, чтобы не повредить свою деталь при настройке таких параметров.

Когда вас устроят все настройки и параметры, можно приступать к работе со своей заготовкой и приступать к нарезанию на ней резьбы. Вы можете вставить быстро вращающийся резак в предварительно просверленное отверстие.

Радиальными движениями вращайте фрезу внутри заготовки для достижения необходимого диаметра. Затем фреза вращается, совершая движения вверх с шагом, соответствующим требуемому шагу резьбы.

Нарезание резьбы завершено, и ваш режущий инструмент возвращается в исходную точку. Обязательно соблюдайте все рекомендации по резьбофрезерованию и все необходимые меры предосторожности.

Виды резьбофрезерования

Существуют различные методы фрезерования резьбы, которые вы можете использовать на заготовке в зависимости от требований вашего применения. Они главным образом определяются типом режущего инструмента, который вы используете для нарезания резьбы.

Вот список некоторых доступных процедур резьбофрезерования и того, как они могут быть полезны в вашем приложении:

Фрезерование резьбы с прямой канавкой

Для этого фрезерования необходимо использовать фрезы с прямыми канавками, а не с обычными спиральными. Эти канавки помогают удалять стружку, образующуюся при нарезании резьбы.

Канавки размещаются между режущими зубьями инструментов, при этом каждый зуб последовательно контактирует с заготовкой. Это означает, что контакт между ними и вашей заготовкой относительно высок.

Обратите внимание, что вам придется потратить еще некоторое время на выполнение этого процесса, помимо ограничения параметров ленты. Лучшие материалы для заготовок, которые вы можете здесь использовать, — это те, которые можно легко обработать.

Фрезерование резьбы со спиральной канавкой

Режущие инструменты, которые вы используете при этом методе резьбофрезерования, имеют несколько зубьев. У них также есть канавки, которые легко избавляют от стружки, образующейся при нарезании резьбы.

Канавки используемого вами режущего инструмента имеют спиральную форму по окружности под углом 15° или 30°. Это снижает давление, оказываемое на заготовку режущей стороной инструмента.

Это достигается за счет изменения уровня и степени контакта между зубьями и заготовкой с резьбой. Вы можете получить максимальную выгоду от этого процесса, если имеете дело с высокоскоростным фрезерованием резьбы.

Фрезерование резьбы с одним профилем

Режущий инструмент здесь имеет один зуб с несколькими канавками. Вы также можете найти другие инструменты, имеющие пару зубьев для нарезания резьбы.

Принцип работы однопрофильного резьбофрезерования позволяет нарезать за каждый оборот только одну полную резьбу. Это означает, что вам потребуется относительно больше времени, чтобы выполнить весь профиль резьбы на заготовке.

Такой медленный, но точный темп хорошо подходит для материалов с плохой обрабатываемостью. Это может предотвратить быстрый износ вашего режущего инструмента.

Фрезерование резьбы с большим вылетом

Этот метод фрезерования резьбы отлично работает, когда у вас есть труднообрабатываемый материал, в котором вам нужно нарезать глубокое внутреннее отверстие. Для этого требуется очень минимальная сила резания при значительном боковом давлении.

Резьбонарезные фрезы

Это инструмент, который вы используете при нарезании резьбы во время фрезерования резьбы. Это достигается за счет создания контакта с поверхностью заготовки на очень высоких скоростях и подачи для создания резьбы.

Материал, используемый для изготовления фрез, обычно очень твердый, поскольку ему приходится резать другие твердые металлические поверхности. Наиболее распространенными материалами фрез, которые вы можете найти, являются твердый сплав и быстрорежущая сталь.

Они оба обладают очень высокой устойчивостью к износу и очень прочны. Однако твердосплавные фрезы имеют преимущество перед быстрорежущей сталью по очень многим аспектам.

Мы можем классифицировать эти фрезы по различным аспектам, таким как их функции и дизайн. Давайте кратко проанализируем эти классификации и то, что они влекут за собой:

На основе структуры

• В форме циклона: Вы можете использовать эту фрезу, если к вашей резьбе предъявляются точные требования или если они строго зависят от области применения.
• Цилиндрическая форма початка: Это наиболее распространенные фрезы, которые вы используете для нарезания стандартной резьбы на заготовке.
• Форма диска: вы можете использовать их, если хотите, чтобы на заготовке была трапециевидная резьба.

В зависимости от режима использования

• Одна форма: обычно используется для нарезания резьбы среднего и большого размера. Они также станут вашим выбором, если стабильность является проблемой.
• Мульти-форма: Вы можете применить это, когда вам нужно нарезать резьбу разных размеров, но вы не можете использовать фрезу одной формы. Это также лучше всего подходит для случаев, когда вам нужно нарезать полный профиль резьбы за один проход.
• Внутренний резак для подачи СОЖ: Эта фреза имеет сложную конструкцию, которая позволяет одновременно фрезеровать и сверлить. Вы также получаете подачу СОЖ прямо внутрь заготовки во время фрезерования резьбы, чтобы уменьшить трение.

На основе резьбофрезерования

• Внешний резак: обычно используется для нарезания внешней резьбы на заготовке
• Внутренний резак: для нарезания внутренней резьбы в предварительно просверленных отверстиях на заготовке
• Конический резак: предназначен для нарезания конической резьбы

Фрезерование резьбы против нарезания резьбы

Иногда вы можете запутаться, пытаясь отличить нарезание резьбы от фрезерования резьбы. Вы можете получить нити, разрезав их оба, но некоторые аспекты отличают их друг от друга.

Давайте теперь проанализируем, как они сравниваются и как отличить одно от другого:

• Обычно мы используем нарезание резьбы, когда нужная нам резьба находится в относительно небольших просверленных отверстиях. Для отверстий большего размера лучше всего подходит фрезерование резьбы, хотя оно также позволяет нарезать резьбу в отверстиях меньшего размера.
• Когда дело доходит до силы резания, необходимой для выполнения этих двух задач, нарезание резьбы потребует большего усилия.
• Для нарезания резьбы ваш инструмент должен идеально подходить к отверстию, в которое вы нарезаете резьбу. Режущий инструмент, используемый при нарезании резьбы, должен быть равен размеру резьбы, которую вы создаете и помещаете в отверстие для нарезания резьбы. Для резьбофрезерования необходим режущий инструмент меньшего диаметра, чем отверстие, в которое нужно нарезать резьбу.
• При нарезании резьбы стружка выталкивается из резьбы режущим инструментом, в результате чего стружка становится липкой. Фрезерование резьбы позволяет получить чистую резьбу, поскольку канавки режущего инструмента выбрасывают стружку без ущерба для качества процесса.
• У вас есть возможность использовать один размер режущего инструмента для нарезания резьбы в отверстиях разного размера при фрезеровании резьбы. Это не похоже на нарезание резьбы, когда вам приходится использовать специальные режущие инструменты для каждого размера отверстия, в которое вы нарезаете резьбу.
• Качество резьбы, которого можно достичь при фрезеровании резьбы, превосходит качество резьбы, полученное при нарезании резьбы. Кроме того, они имеют более гладкую поверхность.

Ограничения резьбофрезерования

Каким бы эффективным ни казалось фрезерование резьбы, вы не сможете использовать его ни в каком другом приложении. Мы можем кратко рассмотреть недостатки этого метода нарезания резьбы:

• По сравнению с другими приложениями для нарезания резьбы, такими как нарезание резьбы, он работает относительно медленнее. Бывают случаи, когда нарезание резьбы позволяет получить надежный профиль резьбы быстрее, чем фрезерование резьбы.
• Это дорого, поскольку для этого нужны сложные машины и оборудование, например станок с ЧПУ.

Советы по резьбофрезерованию

Давайте посмотрим на некоторые методы, которые вы можете использовать для получения профилей резьбы наилучшего качества при продаже резьбофрезерного станка:

Подходящий качественный инструмент

Если вам нужен безупречный процесс фрезерования резьбы, выберите нарезку высочайшего качества, которая наилучшим образом соответствует вашим требованиям к нарезанию резьбы. Проведите сравнение инструментов различных надежных производителей и сделайте осознанный выбор наиболее подходящего.

Регулировка глубины резьбы

Эмпирическое правило гласит, что при нарезании резьбы идеальный профиль резьбы не должен превышать размер отверстия в полтора раза. Если ваш режущий инструмент работает глубже в диаметре отверстия, он может легко отклониться, что приведет к неточному фрезерованию резьбы.

Оценивает ваши радиальные проходы

Если вам нужен повышенный допуск резьбы и безопасное нарезание резьбы, вы можете разделить нарезание резьбы на отдельные радиальные проходы. Эта тактика также хорошо работает с труднообрабатываемыми материалами, поскольку снижает вероятность поломки режущего инструмента.

Оценка удаления стружки

Убедитесь, что имеется подходящий инструмент или способ удаления стружки, образующейся при нарезании резьбы. Вы можете попробовать использовать смазку, которая сэкономит ваше время и обеспечит хороший допуск резьбы.

Определите траекторию инструмента

Путь, который вы выбираете для своего режущего инструмента, напрямую влияет на ваш выбор: правосторонний или левосторонний профиль резьбы. Выберите направление резьбы, соответствующее вашему приложению.

Низкая скорость резания

Когда вы создаете резьбу с использованием более низких скоростей резания, у режущего инструмента достаточно времени для создания точной резьбы. Однако во многих случаях это не так, но используйте его всякий раз, когда это возможно.

Защитите свою заготовку

При фрезеровании резьбы заготовка должна быть надежно закреплена или зажата в правильном положении. Это снижает вероятность вибрации, которая может исказить размеры и внешний вид вашей резьбы.

Выбор подходящего резьбофрезерного инструмента

Если вы хотите избежать неисправностей или различных проблем с инструментом, всегда выбирайте высококачественный инструмент, предназначенный для вашего применения. Это позволит избежать ошибок при обработке заготовки и получить качественный продукт.

Вам необходимо узнать об инструментах, доступных на рынке, и сравнить их характеристики материала, плюсы и минусы. Это означает, что вам необходимо хорошо освоить различные доступные типы, такие как фрезы для резьбы со спиральной канавкой или фрезы для резьбы со сменными пластинами.

Вы должны знать материалы, из которых они изготовлены, и форму, в которой они поступают. После этого вы можете выбрать инструмент, который может точно удовлетворить ваши требования.

Области применения резьбофрезерования

Одно из основных мест, где вы можете применить эту технику, — это нарезание резьбы в материалах, которые трудно обрабатывать. Вы можете выбрать нарезание резьбы, если имеете дело с материалами, которые легко поддаются механической обработке, хотя с ними все еще можно работать фрезерованием резьбы.

Это также лучший резьбофрезерный станок для домашнего нарезания отверстий большого диаметра. Нарезание резьбы в глухих отверстиях стало намного проще благодаря фрезерованию резьбы. Это позволяет дотянуться до нарезанной нити прямо через отверстие до его конца.

Все это приложения с резьбой, которые невозможно выполнить с помощью постукивания из-за недостатков, которые оно отображает в ваших конечных потоках. Это приложение охватывает как внутреннюю, так и наружную резьбу.

Заключение

Теперь у вас есть четкое представление о том, как работает резьбофрезерование, и обо всем, что связано с этим процессом. Как вы видели, он имеет множество преимуществ и позволяет получать нити более высокого качества, чем другие процессы.

Это значительно улучшит ваше производство и в то же время сократит ваши затраты.

Больше ресурсов:

Фрезерование резьбы и нарезание резьбы – Источник: ЦИНФА

Токарный станок для нарезки труб – Источник: ЦИНФА

Нарезание резьбы на токарном станке – Источник: УНИВЕРСИТЕТ ФЛОРИДЫ.