Témata
Reklama

Výběr správného závitníku

Nejdůležitějším faktorem při jakémkoliv moderním obrábění je výběr nejvhodnějšího obráběcího nástroje pro danou aplikaci. Vzhledem k tomu, že nabídka závitníků umožňujících vytvoření závitu v obráběné díře je obrovská, může se nalezení správné volby jevit jako obtížné.

Volba je přitom rozhodující z hlediska správné funkce a výkonnosti – času potřebného pro vytvoření závitu, životnosti závitníku, bezpečnosti a spolehlivosti závitořezné operace a výsledné kvality závitu dané jeho rozměrovou přesností a jakostí obrobeného povrchu.

Existuje několik faktorů, které jsou určující výběr závitníku. Základním pravidlem je vybírat si z dostupného komplexního sortimentu ty nejmodernější nástroje pro řezání závitů v podobě speciálně přizpůsobených nebo univerzálních závitníků tak, aby byl obráběcí proces skutečně optimalizován.

Technologický pokrok

Konzistentní kvalita, produktivita, provozní bezpečnost a spolehlivost – to jsou faktory, které v současném obrábění plní nezastupitelnou úlohu při počátečních úvahách. Základními kameny moderní a konkurenceschopné průmyslové výroby, které ovlivňují volbu všech používaných nástrojů a metod, jsou výkonnost a využití strojů. Výroba závitů pomocí závitníků patří ke zcela běžným operacím a jako taková se často vyskytuje ve velkém počtu. Proto musí být součástí těchto rozborů a z nich vyplývajících cílů.

Možná až příliš často je výroba závitů pomocí závitníků považována za poněkud riskantní proces, u většiny obráběných součástí prováděný jako jedna z posledních operací. Závitník je štíhlý nástroj, který řeže závit bez možnosti zrakové kontroly, přičemž je vystaven značnému namáhání v krutu. Přitom je závislý na seřízení a bezproblémové funkci závitníkového sklíčidla, což je obzvláště důležité při práci ve slepých dírách. Ale díky technologickému pokroku se z moderních závitníků a závitníkových sklíčidel staly spolehlivé a rychle fungující nástroje schopné udržet vysokou kvalitu po celou dobu jejich dlouhé životnosti. Pokud jde o efektivitu závitořezné operace, za předpokladu jejich správné volby a použití, neexistují v současné době žádné důvody ke kompromisům kvůli obavám z prostojů strojů nebo znehodnocení součástí.

Univerzální nebo speciálně přizpůsobené nástroje

Při přípravě řezání vnitřních závitů pomocí závitníků se v průmyslové výrobě vedle obráběného materiálu uplatňují také některé další faktory, které rozhodují o tom, jaký typ závitníku je pro ni skutečně nejvhodnější.

Počet děr, ve kterých má být vyroben závit, by měl být vůbec prvním faktorem, který je třeba uvážit. Tím se řídí volba závitníku v tom smyslu, zda použít univerzální závitník (pro malý až střední počet děr) nebo speciálně přizpůsobený závitník (pro střední až velký počet děr). Univerzální závitníky nabízející všestrannost – pojetí, které upřednostňuje použití pro velké množství aplikací a nabízí pokrytí pro většinu obráběných materiálů, přičemž nabídka typů je přizpůsobena tak, aby zjednodušovala volbu a umožňovala snížení skladových zásob nástrojů.

Na druhou stranu, speciálně přizpůsobené závitníky jsou navrženy tak, aby pro danou aplikaci umožňovaly plnou optimalizaci funkce a výkonnosti a zvýšení efektivity při obrábění velkých sérií ze stejného typu materiálu. Společně pak tvoří širokou nabídku typů umožňující dosažení optimálního výrobního výkonu díky jejich velmi dobré použitelnosti pro příslušný typ operace. Tato koncepce umožňuje lepší přizpůsobení obráběnému materiálu a aplikaci.

V případě středně velkých výrobních sérií se lze na základě posouzení obráběného materiálu, výrobního procesu, obráběcího stroje, skladových zásob nástrojů a ekonomiky výroby rozhodnout mezi speciálně přizpůsobenými a univerzálními nástroji.

Typ díry

Průchozí, nebo slepá – to je druhý určující faktor pro volbu typu závitníku. Při řezání závitů v materiálech tvořících dlouhé třísky plní velice důležitou úlohu drážky a řezný kužel závitníku. V závislosti na tom, zda se jedná o řezání závitů ve slepé, nebo v průchozí díře, musejí být závitníky opatřeny buď šroubovitými drážkami, nebo šroubovitým podbroušením drážky na špičce nástroje (lamačem třísek).

Pro řezání závitů v materiálech tvořících krátké třísky lze použít závitníky s přímými drážkami a stejné nástroje lze použít pro průchozí i pro slepé díry. Drobné třísky, jaké vznikají např. při obrábění litin, jsou snadno odváděny z díry, proto je jednou z hlavních posuzovaných otázek přívod řezné kapaliny.

U závitníků, které vytvářejí závity deformací materiálu namísto řezáním, nedochází k problémům s třískami vůbec. Stejný závitník je možné použít pro průchozí i pro slepé díry a není třeba, aby byl nástroj opatřen drážkami. Tvářecí závitníky jsou však vhodné pouze pro materiály s určitými vlastnostmi, ke kterým patří především tažnost. Závity jsou vytvářeny plastickou deformací materiálu a tato metoda je často využívána pro výrobu závitů, u kterých je požadováno zvýšení jejich pevnosti.

Obráběný materiál

Obráběný materiál by měl být dalším z hlavních faktorů, ke kterým je třeba při volbě závitníku přihlížet, zejména v případě, že jde o speciálně přizpůsobené závitníky. Univerzální závitníky je možné použít pro více typů materiálů. Naproti tomu jsou speciálně přizpůsobené závitníky navrženy podle typu obráběného materiálu a aplikace. Pokud jsou série dostatečně velké a ostatní faktory to umožňují, speciálně přizpůsobené závitníky, které byly navrženy pro konkrétní účel, jsou z hlediska optimalizace dané operace nepřekonatelné. Materiály jsou obecně rozdělovány v souladu s jejich tříděním podle ISO na P – oceli, M – korozivzdorné oceli, K – litiny, N – neželezné kovy a H – tvrzené oceli.

Vedle obráběného materiálu, který při výběru závitníku slouží jako základní hledisko, je zapotřebí stanovit také velikost, požadovaný tvar závitu, typ stopky a třídu přesnosti. Další zúžení oblasti výběru pak v závislosti na typu díry (průchozí, nebo slepá) představuje požadovaná délka závitu. Délky závitu se pohybují v rozmezí 1,5- až 3,5krát průměr závitu, přičemž volba závisí na tom, jaká je délka závitu v díře a na geometrii závitníku.

Vlastnosti moderních závitníků

Nástrojové materiály používané pro výrobu závitníků se v posledních několika letech významným způsobem vyvíjely a v současné době jsou tak k dispozici moderní nástrojové třídy. Jako tradiční materiál substrátu používaný při výrobě závitníků sloužily rychlořezné oceli, protože rozhodující vlastností je v jejich případě houževnatost.

Moderní nástrojové materiály používané pro výrobu závitníků se vyznačují optimálně vyváženým poměrem mezi houževnatostí a odolností proti otěru, což je výsledkem vývoje, který se soustředil především na zvýšení výkonnosti závitníků.

Další technologický pokrok byl umožněn tím, že společně s nástrojovým materiálem bylo vyvíjeno i konstrukční řešení řezné hrany. Díky pokrokové konstrukci břitu a jeho následným úpravám dochází jak ke snížení velikosti axiálních řezných sil, tak i krouticího momentu, ale také ke zvýšení odolnosti řezné hrany. Nová konstrukce šroubovité drážky zaručuje, že úhel čela je po celé délce závitu stejně velký. Přesně stanovená velikost zpětného kužele, zejména u závitníků s velkým úhlem stoupání šroubovité drážky, pomáhá ke snížení velikosti krouticího momentu a zlepšení průběhu záběru nástroje.

Typ řezného kužele a šroubovité drážky

To jsou dva důležité atributy speciálně přizpůsobených závitníků. Rozeznáváme celkem tři typy řezného kužele, kterým je závitník opatřen na svém konci, jímž vstupuje do záběru: dlouhý (typ B, s délkou 3,5 až 5 závitů), střední (typ C, 2 až 3,5 závitu) a krátký (typ E, 1,5 až 2 závity). Rozhodující vliv na volbu řezného kužele má typ díry, přičemž dlouhý řezný kužel je obecně nejlepší volbou pro průchozí díry, střední představuje základní volbu pro slepé díry a krátký se používá v případě, kdy u dna díry zůstává pouze malá vůle. Tlak působící na závitník se liší podle velikosti řezného kužele, přičemž nejnižší je u dlouhé varianty. Nejrozšířenější je střední délka, která je nejčastěji využívána u závitníků se šroubovitými drážkami.

Vlastní konstrukce drážky má značný vliv na to, jak dobře závitník funguje, jaká je bezpečnost a spolehlivost obráběcího procesu a jaká je výsledná kvalita závitů. Pro výrobu závitů v průchozích dírách se využívají závitníky se šroubovitým podbroušením drážky na špičce nástroje, které zajistí, že vznikající třísky jsou účinně vytlačovány směrem dopředu a ven z díry. Zbytek drážky sloužící pro přívod řezné kapaliny může zůstat mělčí a díky tomu je dosaženo poměrně značného zvýšení příčného průřezu závitníku.

V případě, že je díra slepá, musí být závitník po celé délce své činné části opatřen šroubovitými drážkami, aby bylo zajištěno spolehlivé odvádění třísek z místa řezu a ven z díry. Drážky musejí být navrženy tak, aby bylo dosaženo co nejlepší rovnováhy mezi odváděním třísek, přívodem řezné kapaliny a pevností závitníku a samozřejmě také v závislosti na typu obráběného materiálu. Úhel stoupání šroubovice se obvykle pohybuje v rozmezí 10 až 48 stupňů, přičemž pro houževnaté materiály je jeho hodnota obecně vyšší.

Řezná kapalina

Přívod řezné kapaliny je další velice důležitý faktor, který má při řezání závitů pomocí závitníků vliv na odvádění třísek, ale také na kvalitu obráběného závitu a na životnost nástrojů tím, že umožňuje snížení teploty břitu. Při řezání závitů je rovněž velice důležité mazání a první volbu všeobecně představuje použití emulze. Přívod řezné kapaliny se liší v závislosti na tom, zda jde o slepou nebo průchozí díru. Je možné použití vnějšího nebo vnitřního přívodu řezné kapaliny, přičemž zcela zásadní úlohu hraje řezná kapalina v případě slepých děr. Pokud je utváření třísek dobré, je přípustné použití vnějšího přívodu řezné kapaliny za předpokladu, že trysky jsou umístěny tak, aby zajišťovaly správné nasměrování jejího proudu do díry. Lepší alternativu představuje vnitřní přívod řezné kapaliny, který umožňuje dobré odvádění třísek i v případě řezání závitů v hlubších dírách v materiálech tvořících dlouhé třísky. Funkční a výkonnostní parametry se mění v závislosti na použitém typu řezné kapaliny a způsobu jejího přívodu. Pro dosažení optimálního průběhu obráběcího procesu je třeba přizpůsobit přívod řezné kapaliny pro závitořezné operace současně se všemi dalšími přívody řezné kapaliny pro ostatní obráběcí operace.

Upínání nástrojů a upnutí obrobku jsou dva faktory, které mají přímý vliv na výsledek závitořezné operace. Stabilita a pevné uchycení součástí jsou základním předpokladem pro zajištění spolehlivého průběhu závitořezné operace, protože jakýkoliv radiální pohyb může vážně narušit celý proces a schopnost produkce s uspokojivou kvalitou vyrobených závitů. Nejlepší volbu z hlediska dosažení maximální provozní bezpečnosti a kvality závitů vždy představují závitníková sklíčidla pro synchronizované řezání závitů. Díky vyšší přesnosti a klidnému průběhu záběru při použití správného typu sklíčidla je umožněna precizní kontrola hloubky závitu a dochází k omezení problémů s nepřesnostmi závitu. U závitořezných operací prováděných ve velkých sériích na moderních CNC obráběcích strojích s využitím moderních závitníků je s ohledem na dosažení co nejlepších výsledků nezbytné použití tuhého plovoucího držáku s axiální mikrokompenzací.


-DB-


Obrázky a komentáře:

Obr. 1 Použití nástrojů CoroTap. Pokud jde o efektivitu závitořezné operace, za předpokladu správné volby a použití nástrojů neexistují v současné době žádné důvody ke kompromisům dělaným na základě obav z prostojů strojů nebo znehodnocení součástí. Díky technologickému pokroku dosaženému při vývoji závitníků, jsou nyní tyto nástroje daleko efektivnější, spolehlivější a schopné dosahovat vyšší kvality.

Reklama
Reklama
Obr. 2 Ukázka sortimentu nástrojů CoroTap, včetně sklíčidla. Dosažení odpovídající výkonnosti, výsledků a bezpečnosti při výrobě závitů pomocí závitníků vyžaduje provedení volby nástrojů tak, aby co nejlépe odpovídaly danému typu díry a obráběného materiálu. Sortiment nástrojů CoroTap zahrnuje jak univerzální, tak i speciálně přizpůsobené závitníky umožňující optimalizaci aplikací, především na základě počtu obráběných děr.
Obr. 3A
Obr. 3B
Obr. 3C
Obr. 3D Při přípravě závitořezných operací prováděných pomocí závitníků se vedle obráběného materiálu uplatňují také některé další faktory, které rozhodují o tom, jaký typ závitníku je skutečně nejvhodnější.

Konstrukční řešení závitníku je závislé na celé řadě faktorů, které byly při návrhu řady CoroTap zohledněny: typ 100 – závitníky s přímou drážkou pro materiály tvořící krátké třísky, typ 200 – závitníky se šroubovitým podbroušením drážky na špičce nástroje pro řezání závitů v průchozích dírách v materiálech tvořících dlouhé třísky, typ 300 – závitníky se šroubovitou drážkou pro řezání závitů ve slepých dírách v materiálech tvořících dlouhé třísky a typ 400 – tvářecí závitníky.

Obr. 4 Nejlepší volbu z hlediska dosažení maximální provozní bezpečnosti a kvality závitů představují vždy závitníková sklíčidla pro synchronizované řezání závitů, jako např. SynchoFlex. Díky vyšší přesnosti a klidnému průběhu záběru při použití správného typu sklíčidla je umožněna precizní kontrola hloubky závitu a dochází k omezení problémů s nepřesnostmi závitu. U závitořezných operací prováděných ve velkých sériích na moderních CNC obráběcích strojích s využitím moderních závitníků, je s ohledem na dosažení co nejlepších výsledků nezbytné použití tuhého plovoucího držáku s axiální mikrokompenzací.

Sandvik Coromant

Nikki Stokes
Sandvik Coromant
Email: nikki.stokes@sandvik.com
Website: www.sandvik.coromant.com

Reklama
Vydání #5
Kód článku: 140531
Datum: 13. 05. 2014
Rubrika: Trendy / Obrábění
Autor:
Související články
Čtrnáctý ročník soutěže Ocenění českých podnikatelek úspěšně odstartován

Ve čtvrtek 3. června 2021 byl zahájen další ročník prestižní soutěže Ocenění českých podnikatelek, který odstartovala online konference Women in Business s podtitulem Nová realita roku 2021 a společný (re)start, most k jednotě a spolupráci. Tuto soutěž již tradičně vyhlašuje podnikatelská platforma Helas – Budujeme hrdé Česko. Patronkou letošního ročníku je Kateřina Kadlecová, generální ředitelka společnosti USSPA. 

Třpytivý svět krystalů

Turnovská společnost Crytur patří svým pojetím ke světovému unikátu. V přesně definovaných podmínkách pěstuje umělé krystaly z vlastního výzkumu a vývoje, které následně po opracování dodává buď jako specifické optické díly pro další celky, nebo přímo kompletní výrobky.

Implantáty z Čech až na konec světa

V 70. letech minulého století stál u zrodu prvních ortopedických implantátů v Čechách. V roce 1992 pak v rámci privatizace založil vlastní firmu téhož zaměření, jejíž výrobky dodnes pomáhají lidem znovu se hýbat. Ano, hovoříme o Stanislavu Beznoskovi a české firmě téhož jména, kterou dnes úspěšně řídí členové rodiny zakladatele.

Související články
MM Podcast: Glosa - Když se země otřásají v základech

Krize vyvolaná pandemií koronaviru v řadě oborů působí jako urychlovač trendů patrných před jejím vypuknutím. Mnoho odvětví si prochází zásadní strukturální transformací, ale část z nich – které se stát snaží podpůrnými prostředky za každou cenu stále držet nad vodou, zanikne. 

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Vývoj UHT nástrojů
v plném proudu krizi navzdory

Hlavním motivem založení VaV centra Rotana byla připravenost na nové trendy v automobilovém a leteckém průmyslu a výroba vlastních produktů s vysokou přidanou hodnotou – konkrétně ultratvrdých (UHT) nástrojů pro speciální aplikace. Centrum je vybaveno nejmodernějšími technologiemi a stále se rozrůstá. Na kontě má několik úspěšně zakončených projektů v podobě prototypových nástrojů a užitných vzorů. O tom, na jakých projektech v centru pracují nyní a jaké mají plány do budoucna, jsme si povídali se třemi hlavními osobnostmi celého projektu vývoje a výroby UHT nástrojů.

Odměřovací pravítka, lanovka a Ferrari

Odměřovací pravítko je jednou z klíčových komponent obráběcího stroje. Zpravidla je ukryto hluboko uvnitř stroje a většina uživatelů obráběcích strojů jej nikdy na vlastní oči neviděla. Přesto jsou na ně kladeny velmi vysoké nároky. Musejí pracovat spolehlivě po dobu mnoha let, zaručovat očekávanou přesnost a rozlišení, a musejí být odolná proti znečištění, pronikání kapalin, prachu i třískám a proti spoustě dalších faktorů. A kdyby se náhodou něco pokazilo, musejí být snadno vyměnitelná.

Názorové fórum odborníků

V tomto vydání MM Průmyslového spektra se věnujeme mimo jiné tématu obráběcích strojů. Proto jsme s anketní otázkou oslovili zástupce výrobců a dovozců v této komoditě.
Čas jsou peníze. Každá minuta prostoje výrobního zařízení je nežádoucí, proto se dnes vedle vysoké produktivity u strojů očekává také jejich vysoká spolehlivost.

Stroje v pohybu – Sledování zásilek na dálku

Takzvaný internet věcí (IoT) nabízí mnoho možností. Základem této technologie je bezdrátová komunikace velkého počtu autonomních zařízení prostřednictvím datových sítí, jež jsou navrženy tak, aby datový přenos spotřeboval co nejméně energie. Toho využívají i moderní sledovací jednotky (lokátory), které mohou díky energetické úspornosti pracovat i několik let bez dobíjení baterií.

Fórum výrobních průmyslníků

Jakým způsobem se po 15 měsících od vypuknutí pandemie koronaviru tento stav projevuje ve vaší společnosti – jak z pohledu objemu zakázek, jejich realizace a ekonomiky jako takové (např. vlivem navýšení cen vstupních materiálů, nedostatku některých komponent)? Dokážete predikovat, jak se bude situace ve vaší komoditě vyvíjet ve druhé polovině roku, na čem bude záviset?

Fórum děkanů strojních fakult

Jak současná doba ovlivňuje realizaci smluvního výzkumu na již hotových projektech, resp. při akvizici nových? Zaznamenáváte aktuálně pokles zájmu firem o spolupráci?

Semináře nově s high-tech technologiemi

Školicí a tréninkové centrum společnosti Ceratizit ve Velkém Meziříčí prošlo v loňském roce rozsáhlou modernizací. Nové Technické centrum i technologie v něm bohužel kvůli pandemii covid-19 nemělo možnost navštívit mnoho zákazníků. Všichni pevně věříme, že se to brzy změní. Než se tomu tak stane, požádali jsme Jana Gryče, technického ředitele společnosti Ceratizit, aby nám představil, co je v centru nového a na co se mohou zákazníci těšit. Při té příležitosti jsme oslovili také Pavla Němečka, obchodně-technického zástupce společnosti Hermle, aby pohovořil o pětiosém stroji C 32 U, které je v centru nové.

Švédové jsou féroví a přímí obchodníci

Celosvětová pandemie covid-19 mění světa vytváří nové příležitosti a výzvy pro exportně orientované firmy. Zahraniční kanceláře CzechTrade registrují příležitosti v daných destinacích a vytvářejí partnerství českým výrobním společnostem a jsou jim nápomocni při vstupu na trh a upevnění jejich pozice.

Digitalizace: klíč k úspěchu

Již od roku 1919 zkoumá, vyvíjí a vyrábí zabezpečovací techniku společnost EVVA - rodinná firma se sídlem ve Vídni. To, že se nyní, přibližně o 100 let později, stala průkopníkem propojené výroby, je zásluhou její jasné strategie s důrazem na digitalizaci. Důležitým milníkem nové výrobní filozofie společnosti EVVA je soustružnické a frézovací centrum Hyperturn 65 Powermill v kombinaci se síťovým řídicím rozhraním Emconnect. S flexibilním výrobním systémem od společnosti Emco lze nyní kompletně automatizovat obrábění mosazných dílů v kusové výrobě i výrobě středních sérií.

MSV ve znamení obrábění

Všichni, kdo máme něco společného se strojírenstvím, pevně věříme, že se v letošním roce opět otevřou brány brněnského výstaviště pro meku strojařů z celého světa – Mezinárodní strojírenský veletrh. Na MSV se letos, kromě lidí z dalších oborů, setkají i výrobci vynikajících obráběcích strojů. Proto jsme se na postřehy a názory tentokrát zeptali Petra Odehnala z obchodního oddělení společnosti Pilart stroje.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit