Руководство по резьбофрезам: типы инструментов, стандарты, скорости и подачи

Резьбонарезные фрезы, которые контролируют качество резьбы

Резьба часто является последней деталью, обрабатываемой на дорогостоящей детали, поэтому, если резьба не проходит проверку, затраты превышают цикл доработки. В нашем цехе мы разрабатываем и производим резьбофрезы, чтобы помочь клиентам контролировать размер, форму и качество обработки резьбы на станках с ЧПУ без риска поломки метчика, который может привести к поломке деталей в глухих отверстиях или из твердых сплавов.

Фрезерование резьбы создает резьбу посредством винтовой интерполяции. Это дает вам гибкость процесса: одна фреза часто может обрабатывать несколько диаметров с одним и тем же шагом, вы можете точно настроить размер резьбы, регулируя радиус траектории инструмента, и вы можете обрабатывать внутреннюю или внешнюю резьбу со стабильными силами резания. Для производственных групп наиболее практическим преимуществом является постоянство: при правильной настройке процесса резьбофрезы могут нарезать повторяемую резьбу даже при изменении партий материалов и условий станка.

Если вы хотите просмотреть профили резьб и распространенные конфигурации, которые мы поставляем (метрическая, UN, трубная резьба и т. д.), посетите наша страница резьбофрезерных станков .

Выбор правильной геометрии резьбофрезы

Самая эффективная резьбофреза — это та, которая соответствует вашему стандарту резьбы, материалу и производственным целям (время цикла и гибкость). На практике большинство вариантов выбора сводятся к трем стилям инструмента: однозубый, многозубый и полнопрофильный.

Однозубые резьбофрезы

Инструменты с одним зубом являются наиболее гибким вариантом. Обычно они позволяют охватить более широкий диапазон диаметров при одном и том же шаге и отлично подходят при изготовлении смешанных деталей или при необходимости точно отрегулировать размер резьбы путем изменения радиуса траектории инструмента. Когда клиенты переходят от метчиков к однозубым резьбофрезам для обработки сложных материалов (нержавеющая сталь, титан, термообработанная сталь), они часто делают это, чтобы снизить риск внезапного отказа инструмента и улучшить управление процессом.

Многозубые (гребенчатые) резьбофрезы

Инструменты с несколькими зубьями повышают производительность, задействуя больше зубьев за оборот, сокращая время цикла, особенно при большей длине резьбы. Компромисс заключается в том, что они обычно менее прощают биение и ошибки программирования. Если ваша система держателей станка стабильна и у вас есть повторные заказы, многозубые резьбофрезы могут стать эффективным стандартом.

Полнопрофильные резьбофрезы

Инструменты с полным профилем формируют полный профиль резьбы (включая вершину) и могут нарезать резьбу за меньшее количество проходов. Они являются хорошим выбором, если вам нужно быстро получить равномерную форму резьбы, особенно для стандартных размеров. Если вы занимаетесь стандартизацией метрических полнопрофильных инструментов, вы можете увидеть пример конфигурации на странице Наша страница продукции фрез с метрической резьбой с полным зубом 60° .

Практический контрольный список выбора, который мы используем с клиентами

• Стандарт и угол резьбы (например, метрическая 60°, UN 60°, BSP 55°, трубная резьба)
• Внутренняя и внешняя резьба, а также глухая или сквозная резьба.
• Группа материалов (алюминий, углеродистая сталь, нержавеющая сталь, титан, закаленная сталь) и требуемая обработка поверхности.
• Производственная цель: гибкость (однозубая) и время цикла (многозубая/полнопрофильная)
• Стабильность станка и качество крепления инструмента (целевое биение: ≤ 0,01 мм у инструмента)

Стандарты и профили резьбы: подбор фрезы к отпечатку

Резьбофреза «правильная» только в том случае, если она соответствует форме резьбы на чертеже. Мы поставляем резьбофрезы, соответствующие общим метрическим и унифицированным стандартам ISO, а также семействам трубной и дюймовой резьбы, которые часто встречаются в жидкостных, пневматических и контрольно-измерительных компонентах.

Если клиент не уверен в семействе резьбы (особенно трубной), мы рекомендуем сначала подтвердить стандарт на чертеже и методе измерения. Этот единственный шаг предотвращает наиболее распространенный вид неисправности, который мы видим: резьба, которая «выглядит правильно», но не может зацепиться за манометр или уплотниться под давлением.

Программирование резьбофрез: надежный винтовой процесс

Резьбофреза работает лучше всего, когда траектория инструмента рассчитана на поддержание стабильной толщины стружки и отсутствие следов застоя. Следующий подход мы считаем надежным базовым для большинства систем управления ЧПУ.

Этапы процесса, которые мы рекомендуем

1. Предварительно обработайте отверстие/боссу до нужного размера и округлости. Для внутренней резьбы стабильные результаты начинаются с постоянного наружного диаметра.
2. Используйте плавный вход (по дуге или наклону) и избегайте попадания прямо в стенку резьбы, если только фреза не предназначена для этого.
3. Запустите винтовую интерполяцию при постоянной подаче; держите фрезу в зацеплении равномерно, чтобы свести к минимуму заусенцы и разрывы по боковой поверхности.
4. Заканчивайте весенним проходом только в случае необходимости. Если размер отклоняется, сначала проверьте биение и износ инструмента, а не только смещения.
5. Для глухих отверстий поддерживайте безопасный нижний зазор и используйте стратегию чистого выхода, чтобы не оставлять следов на последней резьбе.

Для отраслей, где контроль осуществляется контролем, настройка размера резьбы является основным преимуществом резьбофрез: регулировка радиуса интерполяции позволяет корректировать незначительные отклонения размера без замены инструмента. Это особенно ценно, когда вы соблюдаете жесткие допуски или работаете с материалами, которые различаются в зависимости от плавки/партии.

Скорости и подачи: практические отправные точки для твердосплавных резьбофрез

Поскольку резьбофрезерование представляет собой операцию фрезерования, параметры резания можно задать с помощью знакомых формул фрезерования. Простая базовая линия: Об/мин = (1000 × В пост. тока) / (π × D) , где Vc — скорость резания (м/мин), а D — диаметр инструмента (мм). Скорость подачи можно оценить по нагрузке на зуб: Подача = об/мин × Z × fz .

Начальные диапазоны данных, которые мы используем в качестве эталона

Краткий пример расчета (как это выглядит в цеху)

Предположим, что цельнотвердосплавная резьбофреза диаметром D = 8 мм используется для обработки нержавеющей стали с консервативной скоростью Vc = 80 м/мин. Об/мин ≈ (1000 × 80) / (π × 8) ≈ 3180 об/мин . Если это инструмент с одним зубом (Z = 1) и вы начинаете с fz = 0,03 мм/зуб, подача ≈ 3180 × 1 × 0,03 ≈ 95 мм/мин . Далее мы обычно настраиваемся вверх или вниз в зависимости от формы стружки, обработки боковой поверхности и нагрузки на шпиндель, сохраняя плавность спирали и избегая застоев.

Насадки для конкретного материала, защищающие инструмент и резьбу

Большинство проблем с резьбофрезами не являются «проблемами инструмента» — это проблемы с зацеплением, нагревом или эвакуацией стружки. Это корректировки, которые мы обычно рекомендуем, когда клиенты делятся фотографиями стружки, боковых поверхностей резьбы или результатами измерений.

Нержавеющая сталь

• Уделяйте приоритетное внимание стабильной траектории инструмента и консистенции СОЖ, чтобы уменьшить упрочнение.
• Если вы видите размазанные боковые поверхности, немного уменьшите Vc и увеличьте эвакуацию стружки (струя воздуха или более высокий поток).
• Держите биение под контролем; нержавеющая сталь чувствительна к перегрузке на один зуб.

Титановые сплавы

• Используйте более низкую скорость резания и избегайте резких изменений зацепления, чтобы предотвратить сколы кромок.
• Уменьшите вылет и обеспечьте жесткую фиксацию инструмента; небольшие отклонения могут проявляться как изменение шага/размера.
• Если возможно, используйте сквозную подачу СОЖ или подачу СОЖ под высоким давлением для контроля нагрева режущей кромки.

Алюминиевые сплавы

• Эвакуация стружки имеет большее значение, чем крутящий момент; Воздушная струя часто улучшает качество отделки и предотвращает налипание стружки.
• Если на кромке появляется нарост, слегка уменьшите fz и убедитесь, что режущая кромка чистая и острая.

Что на самом деле влияет на срок службы инструмента при использовании резьбофрез?

С точки зрения производителя, срок службы инструмента — это системный результат: геометрия фрезы и подготовка кромки имеют значение, но также важны качество державки, биение и контроль нагрева. Когда клиенты хотят продлить срок службы и обеспечить более чистое измерение, эти рычаги обычно обеспечивают самое быстрое улучшение.

• Контроль биения является основополагающим. Как правило, если биение превышает 0,01 мм, один зуб может нести большую часть нагрузки и износ ускоряется.
• Вылет инструмента должно быть максимально коротким; большой вылет увеличивает отклонение и изменяет эффективный размер резьбы.
• Стратегия входа/выхода влияет на качество обработки: плавные дуги уменьшают задиры по бокам и появление заусенцев.
• Термостабильность влияет на повторяемость размеров. Большие перепады температуры могут проявляться в виде изменений показаний манометров на протяжении длительного периода времени.
• Эвакуация стружки предотвращает повторную обрезку. Повторная нарезка стружки является частой причиной неровных боковых поверхностей и непредсказуемого износа.

Если вы сообщите свой материал, характеристики резьбы и информацию о том, является ли резьба глухой или сквозной, мы можем порекомендовать стиль резьбовой фрезы и окно начальных параметров, которые соответствуют жесткости вашего станка и производственной цели.

Как мы поставляем резьбофрезы для стабильности производства

Как производитель и поставщик, мы не просто предлагаем резьбофрезы, мы помогаем клиентам поддерживать стабильные результаты резьбы в разных партиях. Мы производим фрезы с расширенными возможностями многоосевого шлифования на станках с ЧПУ и проверяем геометрию и однородность с помощью специального инспекционного оборудования. Для покупателей это означает предсказуемое поведение инструмента и меньшее количество сюрпризов в середине периода.

Мы также поддерживаем настройку, когда вы решаете реальные производственные ограничения: ограниченный доступ, большая досягаемость, специальные материалы или семейство резьб, которое плохо обслуживается инструментами каталога. В таких случаях мы согласовываем конструкцию инструмента с данными вашего применения (характеристики резьбы, длина зацепления, патрон, метод подачи СОЖ), а не навязываем выбор, близкий к подходящему.

Если ваша группа по закупкам стандартизирует несколько операций обработки отверстий и нарезания резьбы, вы можете ознакомиться с более широким диапазоном на странице Страница категории нашего инструмента для обработки отверстий и совместите резьбовые фрезы со сверлами и развертками, используемыми выше по потоку.