Technická část - soustružení závitů

Soustružení závitů je nejběžnější metoda výroby závitů. Závitořezné soustružnické nástroje se závitovými vyměnitelnými břitovými destičkami (VBD), které nabízejí skvělé funkční a výkonnostní parametry, bezpečný průběh obrábění i v malých otvorech a při opracování nejhouževnatějších materiálů.

Při řezání závitů je velmi důležitá volba správné geometrie břitové destičky, odpovídající úhlová podložka, správně zvolená řezná rychlost, počet průchodů a hloubku přísuvu na průchod.
Je třeba dodržet několik základních pravidel pro toto třískové obrábění závitů.

V případě technických problémů naleznete níže potřebné informace a pravidla pro soustružení závitů závitovými VBD, řešení problémů pro kvalitní výrobu závitu, různé možnosti a metody postupu pro soustružení závitů. Dále pak doporučení pro výměnu úhlové podložky pro různé typy a velikosti závitů a veškeré další potřebné informace a návody pro bezproblémový chod výroby závitů – soustružením…

Řešení problémů při soustružení závitů

Jakost karbidu (substrátu) a povlaku závitových destiček

POVLAKOVÁNÉ – ZÁVITOVÉ DESTIČKY

HBA
(H10-H25, S10-S25)

Extrajemná struktura karbidu s vysokou pevností pro optimální výkon při obrábění kalené oceli a ocelolitiny (≤ 62 HRc), slitin titanu a superslitin (hastelloy, inconel) a slitin na bázi niklu.

BLU
(M10-M20, K05-K20, N10-N20, S10-S20)

Velmi jemný 3-vrstvý povlak. Vhodný pro obrábění široké škály ocelí, litiny, titanových a neželezných slitin a většinu legovaných slitin.

BMA
(P20-P40, K20-K30)

Velmi jemná struktura karbidu s PVD povlakem na bázi TiAlN, která pokrývá více než 90% aplikací pro běžné oceli, pro korozivzdorné oceli a zvláštní materiály. Pro střední až vysoké řezné rychlosti.

MXC
(K10-K20, P10-P25)

Jemná struktura karbidu s PVD povlakem na bázi TiN pro dobře obrobitelné nezušlechtěné legované oceli (≤ 30 HRc), pro korozivzdorné oceli a litinu.

P25C
(P15-P35)

Jakost karbidu s PVD povlakem na bázi TiN. Vhodná pro zušlechtěné a velmi tvrdé legované oceli (25 HRc a více). Pro střední až nízké řezné rychlosti.

BXC
(P30-P50, K25-K40)

Jakost karbidu s povlakem na bázi TiN pro nízké řezné rychlosti. Vhodná pro širokou třídu korozivzdorných ocelí.
Pouze u MINI a ULTRA MINI závitových VBD (velikost 06 a 08)

NEPOVLAKOVÁNÉ – ZÁVITOVÉ DESTIČKY

K20
(K10-K30)

Jakost karbidu bez povlaku (kovově čistá) pro neželezné kovy, slitiny hliníku a litinu.

P30
(P20-P30)

Jakost karbidu bez povlaku (kovově čistá) pro uhlíkové oceli a ocelolitiny, pracuje dobře ve středních až nízkých řezných rychlostech.

Závitové destičky - Typ B - s vybrušovaným profilem a lisovaným lamačem

Kombinace broušeného profilu s lisovaným lamačem třísek pro řezání třísek.
Na rozdíl od většiny ostatních výrobců závitových destiček, tato kombinace zajišťuje konzistentnost vysoce kvalitní jakosti závitu s přesným tvarem a rozměrem.
Dva různé a jedinečné tvary utvařeče byly navrženy tak, aby vyhovovaly odlišným
specifické požadavkům na vnitřní závity a vnější závity.
Všechny destičky Carmex “Typ B” jsou vyrobeny z velmi jemné struktury karbidu s PVD povlakem na bázi TiAlN.

Doporučené řezné podmínky - závitové destičky

ISO standardní	Materiály	Povlakované závitové VBD						Nepovlakované závitové VBD
ISO standardní	Materiály	HBA	BLU	BMA	P25C	MXC**	BXC**	K20*	P30*
P	Ocel nelegované oceli	–	110-210	120-180	100-180	100-180	70-50	–	50-130
	nízkolegované a střední oceli	–	90-140	80-130	70-120	70-120	60-90	–	50-80
	vysoce legované oceli	–	70-90	60-80	50-60	55-70	50-60	–	40-50
M	Korozivzdorná ocel feritická a feriticko austenitická ocel ocelolitina	–	110-160	90-130	60-90	60-90	50-80	50-80	–
K	Litina litina GGG	–	120-150	100-130	–	80-110	60-90	–	–
	šedá litina GG	–	140-150	120-130	–	90-100	65-85	–	–
	temperovaná litina	–	110-140	100-130	–	80-100	60-85	–	–
N	Neželezné kovy hliníkové slitiny (výkovky)	–	700-1000	–	–	600-800	450-600	600-800	350-500
	hliníkové slitiny (odlitky)	–	280-750	–	–	200-550	150-350	200-550	110-300
	slitiny mědi	–	190-350	–	–	150-250	110-180	150-250	90-150
	nekovové materiály, plasty	–	–	–	–	200-300	150-210	100-200	110-150
S	Vysoce legované slitiny, titan na bázi Ni, Co, Fe a Ti	20-80	30-65	25-60	–	–	–	–	–
S	Titanové slitiny	30-60	40-50	35-45	–	–	–	35-45	–
H	Kalené materiály kalená ocel 45-32 HRc	30-60	40-50	35-45	–	–	–	–	–
	tvrzené litiny	20-50	30-40	25-35	–	–	–	–	–
	kalené litiny	20-40	20-30	15-25	–	–	–	–	–

* Na vyžádání (jen pro závitové VBD velikosti 16) | ** Pouze u MINI a ULTRA MINI závitových VBD

Počet průchodů pro jednozubé závitové destičky

Stoupání závitu	mm	0.5	0.8	1.0	1.25	1.5	1.75	2.0	2.5	3.0	4.0	6.0
Stoupání závitu	záv./palec	48	32	24	20	16	14	12	10	8	6	4
Počet průchodů		3-6	4-7	4-9	6-10	5-11	9-12	6-13	7-15	8-17	10-20	11-22

Poznámka:
1. Pro většinu standardních aplikaci je střed rozsahu dobrou volbou pro začátek.
2. Pro většinu materiálů platí: čím tvrdší je materiál, tím je potřeba zvolit vyšší počet třísek.
3. Platí obecné pravidlo, že nižší počet třísek je lepší než vyšší řezná rychlost.

Počet průchodů pro vícezubé závitové destičky

	Stoupání mm	Velikost destičky		počet zubů	Obj. číslo destičky	Počet průchodů	Hloubka řezu na jeden průchod (mm)
	Stoupání mm	L	I.C. palce	počet zubů	Obj. číslo destičky	Počet průchodů	1	2	3	4
ISO vnější	1.0	16	3/8	3	16 ER 1.0 ISO 3M	2	0.38	0.25
	1.5	16	3/8	2	16 ER 1.5 ISO 2M	3	0.42	0.30	0.20
	1.5	22	1/2	3	22 ER 1.5 ISO 3M	2	0.55	0.37
	2.0	22	1/2	2	22 ER 2.0 ISO 2M	3	0.57	0.40	0.28
	2.0	22	1/2	2	22 ER 2.0 ISO 3M	2	0.76	0.49
	3.0	27	5/8	2	27 ER 3.0 ISO 2M	4	0.59	0.51	0.42	0.32
ISO vnitřní	1.0	16	3/8	3	16 IR 1.0 ISO 3M	2	0.33	0.25
	1.5	16	3/8	2	16 IR 1.5 ISO 2M	3	0.38	0.29	0.20
	1.5	22	1/2	3	22 IR 1.5 ISO 3M	2	0.50	0.37
	2.0	22	1/2	2	22 IR 2.0 ISO 2M	3	0.52	0.37	0.26
	2.0	22	1/2	2	22 IR 2.0 ISO 3M	2	0.70	0.45
	3.0	27	5/8	2	27 IR 3.0 ISO 2M	4	0.58	0.46	0.39	0.30
UN vnější	16	16	3/8	2	16 ER 16 UN 2M	3	0.44	0.31	0.22
	16	22	1/2	3	22 ER 16 UN 3M	2	0.58	0.39
	12	22	1/2	2	22 ER 12 UN 2M	3	0.59	0.42	0.30
	12	22	1/2	3	22 ER 12 UN 3M	2	0.78	0.52
	8	27	5/8	2	27 ER 8 UN 2M	4	0.62	0.54	0.45	0.35
UN vnitřní	16	16	3/8	2	16 IR 16 UN 2M	3	0.42	0.28	0.22
	16	22	1/2	3	22 IR 16 UN 3M	2	0.55	0.37
	12	22	1/2	2	22 IR 12 UN 2M	3	0.53	0.38	0.31
	12	22	1/2	3	22 IR 12 UN 3M	2	0.74	0.48
	8	27	5/8	2	27 ER 8 UN 2M	4	0.62	0.54	0.45	0.35
Whitworth 55° vnější	14	16	3/8	2	16 ER 14 W 2M	3	0.52	0.37	0.27
	14	22	1/2	3	22 ER 14 W 3M	2	0.70	0.46
	11	22	1/2	2	22 ER 11 W 2M	3	0.67	0.47	0.34
Whitworth 55° vnitřní	14	16	3/8	2	16 IR 14 W 2M	3	0.52	0.37	0.27
	14	22	1/2	3	22 IR 14 W 3M	2	0.70	0.46
	11	22	1/2	2	22 IR 11 W 2M	3	0.67	0.47	0.34
NPT vnější	11.5	16	3/8	2	16 ER 11.5 NPT 2M	4	0.54	0.47	0.37	0.30
	11.5	22	1/2	3	22 ER 11.5 NPT 3M	3	0.76	0.54	0.38
	8	22	1/2	2	22 ER 8 NPT 2M	4	0.81	0.60	0.55	0.45
NPT vnitřní	11.5	16	3/8	2	16 IR 11.5 NPT 2M	4	0.54	0.47	0.37	0.30
	11.5	22	1/2	3	22 IR 11.5 NPT 3M	3	0.76	0.54	0.38
	8	22	1/2	2	22 ER 8 NPT 2M	4	0.81	0.60	0.55	0.45
API Round vnější	10	22	1/2	2	22 ER 10 APIRD 2M	3	0.60	0.50	0.31
	10	27	5/8	3	27 ER 10 APIRD 3M	2	1.00	0.41
	8	27	5/8	2	27 ER 8 APIRD 2M	3	0.80	0.60	0.41
API Round vnitřní	10	22	1/2	2	22 IR 10 APIRD 2M	3	0.60	0.50	0.31
	10	27	5/8	3	27 IR 10 APIRD 3M	2	1.00	0.41
	8	27	5/8	2	27 IR 8 APIRD 2M	3	0.80	0.60	0.41

Způsoby soustružení závitů - vnější závit

Způsoby soustružení závitů - vnitřní závit

Metody soustružení závitů - přísuvy

Radiální přísuv

Radiální přísuv je nejjednodušší a nejrychlejší metoda. Přísuv je kolmý k ose otáčení a oba řezné hrany vytváří závit.
Doporučuje se ve 3 případech:
● je-li rozteč závitu menší než 16 záv./palec
● u obráběných materiálů s krátkou třískou
● u obráběných materiálů s vyšší pevností

Boční přísuv (modifikovaný)

Doporučuje se ve 3 případech:
● je-li rozteč závitu větší než 16 záv./palec, kdy z důvodu velké řezné hrany při radiálním přísuvu dochází ke chvění
● pro Trapézové a Acme závity
● doporučuje se pro závity s velkou roztečí a pro materiály s táhlou třískou

Střídavý přísuv

Doporučuje se ve 3 případech:
● rovnoměrně se opotřebovává závitová břitová destička
● zvyšuje životnost nástroje
● je nutné použít speciální program CNC pro výrobu tohoto závitu

Doporučení pro výměnu úhlové podložky

Soustružení závitů - krok za krokem (příilad pro vnější a vnitřní závit)

1. příklad - vnější pravý závit (pravý vnější držák a pravá vnější destička)

1. Zvolte metodu řezání závitu – metoda řezání závitu
– volíme závitovou destičku a držák EX-RH (externí pravý)

2. Zvolte odpovídající závitovou destičku – ISO metrické závitové destičky
– volíme destičku 16 ER 1.5 ISO

3. Zvolte odpovídající držák – externí závitový držák
– volíme držák SER 2020 K16

4. Zvolte jakost závitové destičky – volba jakosti karbidu a povlaku destičky
– naše volba pro legovanou ocel je P25C

5. Zvolte řeznou rychlost – dle doporučení – viz. Doporučené řezné podmínky
– naše volba je 100 m/min.
Výpočet otáček:
N= (100 x 1000) / (π x 30) = 1065 ot./min.

6. Zvolte počet průchodů (třísek) – viz. Počet průchodů u jednozubých závitových destiček
– volíme 8 třísek

2. příklad - vnitřní pravý závit (levý vnitřní držák a levá vnitřní destička)

1. Zvolte metodu řezání závitu – metoda řezání závitu
Obvykle se volí držák a destička IN-RH (vnitřní pravý).
V tomto konkrétním případě dáme přednost metodě, kdy budou třísky vytahovány z otvoru ven, při pohybu držáku směrem od sklíčidla.
– proto jsme se rozhodli pro závitovou destičku a držák IN-LH (vnitřní levý držák, vnitřní levá destička)

2. Zvolte odpovídající levou závitovou destičku – UN – unifikované (UNC, UNF, UNEF, UNS)
– volíme destičku 16 IL 12 UN

3. Zvolte odpovídající držák – interní závitový držák
– volíme levý držák SIL 0025 R16
Protože řežeme závit IN-RH nástrojem IN-LH směrem od sklíčidla, nezapomeňte vyměnit standardní úhlovou podložku (dodávanou s držákem) za negativní podložku AE16-1.5°

4. Zvolte jakost závitové destičky – volba jakosti karbidu a povlaku destičky
– naše volba pro mosaz je K20

5. Zvolte řeznou rychlost – dle doporučení – viz. Doporučené řezné podmínky
– naše volba je 150 m/min.
Výpočet otáček:
N= (150 x 1000) / (π x 38.1) = 1254 ot./min.

6. Zvolte počet průchodů (třísek) – viz. Počet průchodů u jednozubých závitových destiček
– volíme 9 třísek

Řešení problémů se závitovými destičkami

Vylamování řezné hrany

1. Použijte houževnatější jakost destičky
2. Zmenšete vyložení nástroje
3. Ověřte, zda je destička správně upevněna
4. Eliminujte vibrace

Výmol na čele

1. Snižte řeznou rychlost
2. Zvyšte množství chladící kapaliny
3. Použijte tvrdší jakost karbidu destičky

Tvorba nárůstku

1. Zvyšte množství chladící kapaliny
2. Zvyšte řeznou rychlost
3. Použijte houževnatější jakost destičky

Trhliny z tepelného pnutí

1. Snižte řeznou rychlost
2. Zvyšte množství chladící kapaliny
3. Použijte tvrdší jakost karbidu destičky

Deformace destičky

1. Použijte tvrdší jakost karbidu destičky
2. Snižte řeznou rychlost
3. Snižte hloubku řezu – přísuvu
4. Zvyšte množství chladící kapaliny

Ulomení

1. Použijte tvrdší jakost karbidu destičky
2. Snižte hloubku řezu – přísuvu
3. Měňte častěji destičku (opotřebení)
4. Zvyšte stabilitu stroje a nástroje
5. Zkontrolujte nástroj zda je v ose