Témata
Reklama

Výroba vnitřních závitů tvářením

Ve strojírenské praxi se převážná většina vnitřních závitů zhotovuje klasickým způsobem, tj. třískovým obráběním. Při tomto způsobu výroby závitů se uplatňují řezné závitníky, které postupným odřezáváním třísek vytvoří závity požadovaného profilu a rozměru.

V kusové nebo malosériové výrobě závitů je jistě tento způsob nejpřijatelnější, a to jak z hlediska vlastní technologie, tak i s ohledem na ekonomiku. Ovšem při zavádění nových výrob a technologií, a to zejména při sériové výrobě vnitřních závitů, by technologové neměli zapomínat, že existují i jiné způsoby výroby vnitřních závitů. V poslední době nabývá stále většího významu beztřísková výroba vnitřních závitů, tzv. tváření závitů.
Proč se však vydávat novou, pravděpodobně ne zcela jasnou cestou? Jaké výhody mi tento postup přinese? A co ekonomičnost výroby - proč používat tvářecí závitníky, které jsou vždy dražší než řezací? To jsou některé z otázek, které vždy při zmínce o přechodu na novou technologii padají. Zde jsou odpovědi na nejčastější dotazy.
Reklama
Reklama
Reklama

Výhody použití tvářecích závitníků

Závity jsou vytvářeny v předvrtaných otvorech bez oddělování třísek. To má velký význam především v neprůchozích otvorech a všude tam, kde nejsou optimální podmínky pro dobrý odchod třísek. Odpadá tak nebezpečí ucpávání nástroje třískami a z toho vyplývající možnost poškození nástroje i závitu. Tím se značně zvětšuje spolehlivost obrábění.
Hlavní předností vytvářeného závitu je jeho lepší jakost a větší pevnost, neboť při tváření závitu dochází ke zpevnění povrchu závitu zhuštěním materiálu a nejsou přerušena vlákna materiálu v profilu závitu jako u řezaných závitů. Je rovněž dosahováno rovnoměrnější kalibrace závitu.
Proces tváření vyžaduje vyšší řezné rychlosti, což pochopitelně vede ke zvýšení produktivity dosahované v tomto procesu.

Předpoklady pro použití tvářecích závitníků

Základním předpokladem pro použití metody tváření vnitřních závitů jsou mechanické vlastnosti obráběného materiálu, a to zejména jeho dobrá tvárnost za studena a tažnost nejméně 10 %. Tyto vlastnosti má více než polovina průmyslově používaných materiálů. Nejvhodnějšími materiály pro tváření závitů jsou zejména slitiny hliníku, měkké mosazi a oceli s pevností do 500 MPa. Některé materiály vyznačující se velkou tažností, např. měď nebo hliník, k použití této metody přímo vybízejí. Zde je nutné podotknout, že klasické třískové obrábění má u těchto materiálů svoje specifika a nezřídka je velmi obtížné.
Tvářecí závitníky nejsou vhodné pro závitování v křehkých druzích neželezných materiálů, v litině a v chromniklových a martenzitických ocelích s pevností přes 1000 MPa. Rovněž se nedoporučuje tváření pro průměry větší než 30 mm a stoupání závitu nad 3 mm.

Proces tváření závitu

Při tváření závitu se zoubky na náběhu tvářecího závitníku postupně vtlačují do obráběného materiálu, který vznikajícím teplem při tváření měkne a zatéká mezi zoubky profilu tvářecího závitníku. Výsledkem procesu tváření je závitový profil, jehož boky mají podstatně lepší kvalitu, tj. nižší drsnost povrchu než u závitu vzniklého řezáním. Neúplně utvářené vrcholy závitového profilu jsou typickým znakem tvářeného závitu, ale nemají žádný vliv na pevnost závitu, neboť pevnost, funkce a přesnost závitového spojení jsou založeny na bocích závitového profilu a jeho nosné hloubce.

Správná velikost předvrtaného otvoru

Velikost průměru předvrtaného otvoru má velký význam pro úspěšné použití metody tváření závitu. Všeobecně platí, že předvrtaný otvor pro tváření je větší a velikost jeho tolerance musí být podstatně přesnější než pro klasický způsob výroby závitu, tj. pro řezání. Přesnost vyvrtaného otvoru se pohybuje od 0,05 mm do M8 a 0,1 mm nad M8.
Jak již bylo uvedeno, vnitřní závit je vytvářen přemisťováním materiálu dovnitř otvoru. Zde musí dosáhnout předepsaných hodnot malého průměru matice. Při nedodržení výše uvedené poměrně přesné tolerance předvrtaného otvoru dochází ke dvěma jevům. Při příliš velkém otvoru bude výsledný závit tzv. nedotvářený, tj. nebude dosaženo předepsané výšky profilu závitu. Při příliš malém otvoru dojde s největší pravděpodobností k poškození tvářecího závitníku nebo se závit nepodaří vytvořit vůbec. Z uvedeného vyplývá, že velikost předvrtaného otvoru a stabilita jeho přesnosti je základní podmínkou při zavádění technologie tváření vnitřních závitů. Všichni výrobci tvářecích závitníků sice doporučují hodnoty průměrů předvrtaných otvorů pro jednotlivé rozměry tvářecích závitníků, nicméně nejvýhodnější průměry předvrtání by se měly vždy určit zkouškou.

Technologie tváření vnitřních závitů

Pro dosažení úspěšného průběhu tváření vnitřních závitů je nutné vytvořit určité podmínky. Prvním důležitým krokem je výběr a příprava výrobního zařízení. Zde může být použito běžné závitovací zařízení vybavené upínači, do kterých lze tvářecí závitníky bezpečně upnout. Bude-li tváření prováděno do neprůchozích otvorů, je vhodné použití momentové závitořezné hlavy.
Dalším významným bodem je příprava otvoru. Část materiálu se během tváření axiálně vytláčí, a to v náběhové části před otvor a při výběhu závitníku za otvor. Zde je nutné pamatovat na sražení obou hran otvoru a zařadit tuto operaci před operaci tváření závitů, aby nevyvstal problém s vytlačeným materiálem na čelech otvoru.
Při tváření vznikají několikanásobně větší odpory a krouticí momenty než při řezání závitu a současně vzniká velké tření mezi nástrojem a obrobkem. Proto je nutné použití vhodného řezného oleje aplikovaného během procesu. Převládá spíše potřeba mazání, tj. snížení tření, než potřeba chlazení. U hliníkových slitin lze k uvedenému účelu použít i řezné emulze, ovšem o vyšší koncentraci. Bezproblémové použití tvářecích závitníků je ve značné míře závislé na vlastnostech mazacího prostředku.
Významným činitelem ovlivňujícím proces tváření je závitovací rychlost nástroje. Obecně platí, že rychlost závitování by neměla klesnout ve vztahu k obráběnému materiálu pod 10 - 15 m.min-1. Tento údaj platí pro tváření ocelí. U neželezných kovů s nižší tažností by pak řezná rychlost neměla klesnout pod 20 m.min-1. Zvyšováním řezné rychlosti v procesu tváření klesá krouticí moment namáhající nástroj.
Tváření vnitřních závitů má ve vztahu k obráběným materiálům svá výrazná specifika a při úvaze o zavádění této technologie do výrobního procesu je vhodné ověřit uvedené aspekty. Doporučujeme vždy specifikovat jednotlivé případy tváření závitů z hlediska obráběného materiálu, předvrtaného otvoru, řezné rychlosti a mazacího média.

Konstrukce tvářecího závitníku

V porovnání s řezacím závitníkem má tvářecí závitník s ohledem na způsob práce odlišnou konstrukci. Zcela chybí podélné drážky, které u řezacího závitníku tvoří čela břitů. Přední část tvářecího závitníku je tvořena náběhovým tvářecím kuželem, za kterým následuje kalibrační část. Náběhový tvářecí kužel je pracovní částí nástroje, neboť tato část přemísťuje materiál. Kalibrační část nástroje kalibruje vytvářený závit. Délka náběhového kužele je obvykle konstruována v délce tří stoupání závitu a nedá se na rozdíl od řezacích závitníků v průběhu použití obnovovat nebo upravovat. U neprůchozích otvorů je proto nutné s délkou náběhového kužele počítat při stanovení hloubky předvrtaného otvoru vůči činné délce závitu.
Průřez tvářecího závitníku má tvar mnohoúhelníku, nejčastěji se třemi, čtyřmi nebo pěti zaoblenými vrcholy. Tento tvar umožňuje pronikání řezného oleje k pracovní části závitníku. Některé závitníky jsou opatřeny úzkými a mělkými drážkami pro dokonalejší přívod řezného oleje. Tyto drážky rovněž umožňují únik vzduchu a oleje z tvářeného otvoru, aby bylo možné se vyhnout pístovému efektu ve dně neprůchozího otvoru. Správná konstrukce tvaru příčného profilu tvářecího závitníku ovlivňuje velikost tvářecí síly a tím i velikost potřebného krouticího momentu.
Tvářecí závitníky Narex se vyrábějí z vysoce výkonné rychlořezné oceli. Pro obtížnější pracovní podmínky je jejich pracovní část opatřena povlakem TiN nebo TiCN, a to pro snížení tření a zvýšení trvanlivosti nástrojů.

Ekonomika technologie tváření vnitřních závitů

Za určitých podmínek je tato metoda jednodušší a ekonomičtější než řezání závitů. Má rozhodující význam při požadavcích na jakost povrchu, zpevnění a kvalitu závitu. Další výhodou je podstatně vyšší trvanlivost, až 10krát vyšší oproti třískovému obrábění. U standardních tvářecích závitníků je oproti klasickým závitníkům řeznou rychlost možné zvýšit až o 100 %. Výsledkem jsou kratší pracovní časy.
Další skutečností je, že tvářecí závitníky nelze obnovovat, tzn. že se nepřeostřují, a tím odpadají náklady na údržbu používaných nástrojů. Není nutno se tedy zabývat problematikou přeostřování, jako je tomu u klasických závitníků, kde přeostřování nástrojů je v poslední době v řadě podniků velkým problémem.
Tváření vnitřních závitů je jednou z nejprogresivnějších metod výroby závitů. Přednosti jejího použití se nejvíce projeví v sériové výrobě. Při dodržení určitých pravidel nejde o metodu náročnou, ale v podmínkách našeho strojírenství o metodu spíše neznámou.
Firma Narex Ždánice, s. r. o., dodává standardně tvářecí závitníky a v rámci technické pomoci napomáhá aplikaci metody tváření vnitřních závitů u svých zákazníků.
Reklama
Vydání #4
Kód článku: 10411
Datum: 11. 04. 2001
Rubrika: Trendy / Obrábění
Autor:
Firmy
Související články
Nové perspektivy v obrábění titanových draků letounů

Rostoucí využití titanu pro aplikace v leteckém průmyslu je za poslední léta velmi dobře zdokumentováno. Stejně tak se tématem diskuze a zkoumání staly i problémy spojené s efektivním, produktivním a vysoce kvalitním obráběním tohoto oblíbeného materiálu. Každá obrobna chce samozřejmě při frézování titanu optimalizovat výkonnost použité frézy, ale bez vhodných technologií a správného know-how to nemusí být až tak snadné. Díky převratnému objevu se však v současnosti začínají v této oblasti věci měnit.

Téma: technologie pro výrobu forem

Díly, součásti či výrobky, které spatřily světlo světa díky tomu, že byly vylisovány, odlity či vykovány ve formě, jsou doslova všude kolem nás. Forma je zařízení často velmi složité a komplexní a k její výrobě je potřeba řada špičkových technologií. Následující článek představuje některé z nich.

Od konstrukce strojů po parkovací věže

Mezi starší generací strojařů pravděpodobně není nikoho, kdo by neznal původem škodováka Josefa Bernarda z Jičína. Tento strojírenský nadšenec příští rok oslaví své sedmdesátiny. Před třiceti lety po odchodu z místního Agrostroje položil základy společnosti Vapos, která dává perspektivní práci patnácti desítkám lidí z Jičína a blízkého okolí.

Související články
MSV představí svět budoucnosti

Mezinárodní strojírenský veletrh vstupuje do svého již 61. ročníku. Během let se z něj stal nejrenomovanější oborový veletrh. Je tedy jasné, že řídit jej tak, aby renomé neztratil, není nic snadného a vyžaduje to člověka nejen schopného, ale i zkušeného. Současný ředitel, Ing. Michalis Busios, bezesporu splňuje obojí. Dokladem je skutečnost, že pro veletrh úspěšně pracuje již od roku 2008.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Pod dvou letech opět na EMO do Hannoveru

Od 16. do 21. září 2019 se uskuteční 22. ročník největšího světového veletrhu zpracování kovů EMO. Megaakce se koná opět v Německu, které je po Číně a USA třetím největším trhem obráběcích strojů na světě. Veletrhu se účastní téměř 2 100 vystavovatelů ze 47 zemí světa. Z České republiky se očekává účast 28 firem na ploše necelých 1 700 m2. Na minulý veletrh v roce 2017 přijelo do Hannoveru z České republiky přes 2 200 odborníků.

CIMT Peking, Část 2. Win Together

Podtitul veletrhu CIMT 2019 byl: 融合共赢 智造未来. Musíte uznat, že motto veletrhu je v této pro nás exotické podobě zahaleno značným tajemstvím. Dáte-li větu do automatického překladače, výsledná myšlenka zní: fúze a výhra. Jednoduchá slova, divný obsah - tento způsob nalezení významu věty opravdu není žádná výhra. Proto se o nápravu "ztráty v překladu" pokusíme v druhém vstupu z veletrhu, ve kterém se tentokrát podíváme i za technikou.

CIMT Peking, Část 1. Obecný pohled

V předvelikonočním týdnu se v Pekingu uskutečnil veletrh obráběcích strojů CIMT 2019. V asijském regionu se jedná o obdobu veletrhu EMO Hannover. A stejně jako EMO je velkou měrou národní výstava německé výrobní techniky, tak CIMT je převážně čínský. V tomto prvním vstupu se podíváme na letošní ročník trochu s odstupem, aniž bychom se zaměřili na konkrétní exponáty.

Formárenský veletrh se blíží

Již třetí ročník formárenského veletrhu Moulding Expo v druhé polovině května bude hostit výrobce forem a nástrojů a dodavatelé potřebných technologií ve Stuttgartu. Pořadatelé sezvali novinářskou obec do slovinské Lublaně, kde prozradili několik detailu o blížícím se veletrhu. Součástí tiskové konference byla také návštěva místních nástrojáren a výzkumného centra pro formárenství.

Evropskou veletržní sezónu 2019 opět zahájí Lipsko

Lipské průmyslové veletrhy Intec a Z otevřou brány výstaviště pro svůj další ročník již ve dnech 5. až 8. února 2019. Výhodný termín konání hned na začátku roku znamená pro vystavovatele a návštěvníky z České republiky ty nejlepší předpoklady pro navázání či prohloubení obchodních kontaktů na mezinárodní strojírenské a subdodavatelské scéně.

Přes miliardu obratu v ocelařině

Firma Brück AM ze Zámrsku v loňském roce oslavila jubileum 20 let od doby, kdy byl zahájen provoz v první hale fabriky, která v současné době dává práci 250 lidem z regionu. A co více si mohli akcionáři jako dárek k výročí přát, než nejvyšší výnosy v historii jejich firmy.

Novinky značky IMAO pro upínání obrobků

V dnešní době je velká poptávka po efektivní produkci různorodých výrobků v malém objemu a klíčem k vyšší produktivitě je použití přípravků, které lze flexibilně přizpůsobit mnoha různým obrobkům. Upínací prvky ONE-TOUCH se vyrábějí v mnoha různých provedeních, snadno z nich lze vybrat prvky vhodné pro upnutí požadované součásti. Upnutí a odepnutí součásti je jednoduché, bez použití dalšího nářadí a rychlé, zkracuje se čas potřebný pro manipulaci s obrobkem a tím i celkové náklady na výrobu.

Pohodlné upínání magnetem

Pokud jde o úsporu času při seřízení a upnutí obrobků bez deformace, je elektricky aktivovaná technologie permanentních magnetů považována za špičkový systém. S trochou konstrukční zručnosti mohou být během sekundy a bez deformace upnuty a z pěti stran obrobeny především velkoformátové díly. Ani v oblasti standardních modulů nezůstává vývoj bez odezvy. Moderní magnetické upínací desky umožňují optické nebo automatizované monitorování upínacího procesu.

Československá stopa u nového rekordu

Nový rekord počtu návštěvníků jsme zaznamenali na letošním technologickém setkání WFL Millturn Technologies.

Pro větší efektivitu ve výrobě

Spolupráce mezi výrobcem obráběcích strojů Hurco a dodavateli automatizovaných nakládacích systémů má za následek vyšší produktivitu a větší výnosy. Automatizované nakládání umožňuje rozšíření kapacity v kusové a malosériové výrobě bez potřeby dalšího personálu pro obsluhu strojů. Nakládací roboty je možno také využít v bezobslužných směnách nebo o víkendech.

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