Technická část – soustružení závitů

Technická část - soustružení závitů

Technická část - soustružení závitů

Technická část - soustružení závitů - úvod

 

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)
Závitové destičky - povlak HBA
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)
Závitové destičky - povlak BLU
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)
Závitové destičky - povlak BMA
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)
Závitové destičky - povlak MXC
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)
Závitové destičky - povlak P25C
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)
Závitové destičky - povlak BXC
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)
Závitové destičky - bezpovlaku K20
Jakost karbidu bez povlaku (kovově čistá) pro neželezné kovy, slitiny hliníku a litinu.
P30
(P20-P30)
Závitové destičky - bezpovlaku K30
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.

Závitová destička - typ B - technická část

Doporučené řezné podmínky - závitové destičky

ISO
standardní
Materiály Povlakované závitové VBD Nepovlakované závitové VBD
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
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

Počet průchodů - jednozubá BNA
Počet průchodů - jednozubá BXC
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
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

Počet průchodů - vícezubá BMA
Počet průchodů - vícezubá BXC

 

Stoupání
mm
Velikost destičky počet
zubů
Obj. číslo destičky Počet
průchodů
Hloubka řezu na jeden průchod (mm)
L I.C. palce 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

 

   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.

 

Způsoby soustružení závitů - vnější závit

Způsoby soustružení závitů - vnitřní závit

Metody soustružení závitů - přísuvy

Radiální přísuv

Tetody soustružení závitů - přísuv radiální

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)

Tetody soustružení závitů - přísuv boční

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

Tetody soustružení závitů - přísuv střídavý

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.
příklad soustružení závitů

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

Soustružení závitů vnějších - krok za krokem

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.
příklad soustružení závitů

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

Soustružení závitů vnitřních - krok za krokem

Řešení problémů se závitovými destičkami

Vylamování řezné hrany

Technická část - problémy destiček - vylamování

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

Výmol na čele

Technická část - problémy destiček - výmol

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

Tvorba nárůstku

Technická část - problémy destiček - nárůstek

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

Trhliny z tepelného pnutí

Technická část - problémy destiček - trhliny

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

Deformace destičky

Technická část - problémy destiček - deformace

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

Ulomení

Technická část - problémy destiček - 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

Soustružení závitů - povlaky závitových destiček