Postupy pro úspěšnou výrobu závitů

Ale o úspěšnosti řezání závitů rozhoduje mnohem víc věcí než jen samotný nástroj. Například zajištěním spolehlivého upnutí součásti je možné eliminovat nechtěný boční pohyb. To je velice důležité, protože boční pohyb může způsobit poškození závitníku nebo být příčinou špatné kvality závitu. Zalomení závitníku v obráběné díře je malou katastrofou, především pak u obráběných součástí, které již mají značnou přidanou hodnotu. V takových případech bývá často jedinou možností jeho odstranění odeslání součásti na specializované pracoviště a použití elektrojiskrového obrábění. Ovšem za cenu všech s tím spojených nákladů a zpoždění výroby.

Zásadní význam má také výběr správného průměru vrtáku pro vyvrtání díry pro následné řezání závitu závitníkem. Mnoho uživatelů např. zapomíná nebo přehlíží skutečnost, že průměry vrtáků pro vrtání díry pro tvářecí závitníky bez drážek jsou odlišné. Nesprávný průměr vrtáku může mít za následek špatnou kvalitu závitu, nižší životnost nástrojů nebo dokonce zlomení závitníku.

Mezi další faktory, které mají neméně důležitý vliv, se řadí volba vhodné řezné rychlosti, použití patřičné řezné kapaliny a zajištění plynulého vstupu závitníku do díry, jelikož v důsledku nerovnoměrného posuvu může docházet k poškození okrajů díry (deformaci).

Nejpřirozenější metodou, jak začít s výběrem vhodného závitníku, je dělat vše maximálně jednoduše. Jako první je třeba vyhodnotit obráběný materiál. Jde o ocelový obrobek? Pokud ano, nástroje CoroTap byly navrženy tak, aby konkrétně v ocelových materiálech spadajících do skupiny ISO P, umožňovaly výrobu vysoce kvalitních závitů s využitím vyšších řezných rychlostí.

Tajemství, které stojí za impozantními funkčními a výkonnostními parametry závitníků CoroTap spočívá v technologii. Velice důležitý prvek představují břity, a jako takové jsou u každé velikosti závitníku a pro každou aplikaci speciálně přizpůsobeny. Díky správnému konstrukčnímu řešení břitu se snižuje velikost axiálních řezných sil a krouticího momentu, což se projeví v klidnější a plynulejší práci nástroje. V důsledku toho se také snižuje riziko vylamování drobných částí ostří, což vede ke zlepšení kvality obrobené plochy a prodloužení životnosti nástroje. Zkosení na zadní straně břitů rovněž pomáhá snížit velikost krouticího momentu a riziko vylamování částí ostří při zpětném chodu závitníku.

K dalším konstrukčním novinkám patří geometrie s velkým úhlem stoupání šroubovice, určená pro hloubky závitů 3x D, která usnadňuje odvádění třísek. Mimo to také samotný materiál závitníku (HSS-E-PM) je jak vysoce pevný, tak i odolný proti otěru, a navíc se v případě kombinace s povlakovou vrstvou CoolTop výsledný efekt ještě dále zesiluje.

ávitníková sklíčidla SynchroFlex ER pro provádění závitořezných operací na CNC obráběcích strojích

Mezi nejžhavější novinky v nabízeném sortimentu patří závitníky CoroTap 210 a CoroTap 370, které byly oba navrženy s ohledem na dosažení maximální kvality a minimálních nákladů na obrobenou díru při výrobě závitů v ocelových materiálech s tvrdostí až 350 HB. V nedávné případové studii prováděné ve spolupráci se zákazníkem závitník CoroTap 210 jednoznačně překonal tři konkurenční nástroje při řezání závitů M8 v průchozích dírách v obrobcích z nízkolegované oceli (42CrMo4). Pro hloubku závitu 2,5x D byla pracovní hodnota řezné rychlosti 25 m/min, a závitníkem CoroTap 210 se podařilo dokončit 3 250 děr předtím, než byla nutná jeho výměna. To bylo zhruba o dvacet procent více než u nejlepšího konkurenčního nástroje.

I když řada CoroTap představuje první volbu pro ocelové obrobky, pro mnoho malých dílen je zcela běžnou praxí výroba součástí z nepřeberného množství různých materiálů. Tato skutečnost byla také určující při vzniku nové řady závitníků pro multimateriálové použití, které umožňují dosažení spolehlivé funkce a výkonnosti při řezání závitů ve všech materiálech – od korozivzdorných ocelí, běžných ocelí a litin až po žáruvzdorné slitiny a neželezné materiály.

Tyto závitníky s multimateriálovým využitím je třeba upřednostňovat ve smíšené výrobě z různorodých materiálů a všude tam, kde je předností jejich flexibilita. Díky optimalizované geometrii a nástrojovému materiálu je tato řada zárukou vysoké výkonnosti a současně s tím i výborného odvádění třísek díky optimalizovanému tvaru drážky a konstantnímu úhlu čela po celé její délce.

Součástí řady závitníků s multimateriálovým použitím jsou také závitníky tvářecí, které díky optimalizovanému profilu závitu umožňují snížení velikosti působícího krouticího momentu a dosažení hladkého povrchu výsledného závitu. Tvářecí závitníky se od řezacích závitníků liší v tom, že spíše než tradičním řezáním vzniká závit především plastickou deformací obráběného materiálu.

Důležitým předpokladem je v tomto případě dobrá tvářitelnost obráběného materiálu: pevnost v tahu (Rm) nesmí překročit 1 200 N.mm-², naproti tomu tažnost (A5) nesmí být menší než deset procent. V případě, že jsou tyto požadavky splněny, jsou potenciální výhody této metody značné. Například je zcela průkazné, že tváření závitů je rychlejší než normální řezání závitů a často umožňuje i dosažení delší životnosti nástrojů. A navíc je obvykle možné použít stejný typ nástroje pro různé obráběné materiály a pro průchozí i slepé díry. Při práci s tvářecími závitníky také nevznikají žádné třísky a výsledkem je odolnější závit ve smyslu vyšší pevnosti vlastního profilu závitu. Ze strany uživatelů je důležité, aby vedle správného průměru předvrtané díry, který je odpovídající pro použití tvářecího závitníku, zajistili také aplikaci vhodného maziva.

Jako u každé aplikace obráběcích nástrojů je často sestava pro jejich upínání stejně důležitá jako samotný nástroj. Je to z toho důvodu, že proces řezání závitů představuje vyvážené spojení rotačního a axiálního pohybu nástroje. Protože i velmi malé rozdíly mezi vypočtenou rychlostí posuvu a stoupáním závitníku mohou mít za následek extrémně vysoké tlakové síly na bocích závitů, může být někdy nezbytné omezení těchto pohybů. V opačném případě by docházelo ke zvýšení řezného tlaku a ke značnému snížení kvality závitu, jakož i kezkrácení životnosti nástroje.

Pro všechny nástroje zmiňované v tomto článku jsou první volbou pro závitořezné operace prováděné na CNC obráběcích strojích závitníková sklíčidla SynchroFlex ER. Základem sklíčidla SynchroFlex je přesně vyrobený mikrokompenzátor, nebo také „pružné uložení“, které v mikrometrickém rozsahu vyrovnává odchylky polohy v radiálním i axiálním směru. Díky tomu lze významným způsobem snížit tlak působící na boky závitníku. Kromě toho je krouticí moment přenášen prostřednictvím unášecích válečků nebo kolíků, nikoliv vlastním pružným uložením.

Při použití tuhých závitníkových sklíčidel, jako jsou např. sklíčidla SynchroFlex, by uživatelé měli pro všechny operace používat maximální rychlost posuvu a spolu s ní i vhodnou řeznou kapalinu.

Sandvik Coromant
www.sandvik.coromant.com/cz

dana.benesova@mmspektrum.com