Przeanalizuj sposób obróbki gwintowania głębokich otworów w częściach materiałowych

Trudniej jest wykonać obróbkę gwintów z głębokimi otworami na częściach ze specjalnych materiałów. Na przykład gwintowanie głębokich otworów w części ze stopu tytanu jest bardzo trudne. Jeśli część jest złomowana z powodu efektu skrobania spowodowanego zepsutym kranem na części, która jest bliska ukończenia, jest to bardzo nieekonomiczne. Dlatego, aby uniknąć zarysowań, wymagane jest odpowiednie narzędzie i technika gwintowania.

Najpierw musimy zdefiniować, czym jest głęboka dziura i dlaczego wymaga szczególnej uwagi. Podczas wiercenia otwory o głębokości większej niż 3-krotność średnicy otworu nazywane są głębokimi otworami. Gwintowanie głębokich otworów oznacza, że ​​głębokość gwintowania jest większa niż 1,5 średnicy gwintownika. Na przykład, gdy gwintownik o średnicy 1/4' jest używany do obróbki gwintu o głębokości 3/8

Obróbka gwintu z głębokim otworem oznacza długotrwały kontakt narzędzia z przedmiotem obrabianym. Jednocześnie podczas procesu obróbki generowane będzie więcej ciepła skrawania i większa siła skrawania. Dlatego gwintowanie w małych, głębokich otworach w materiałach specjalnych (takich jak części tytanowe) jest podatne na pękanie narzędzia i niespójność gwintu.

Aby rozwiązać ten problem, można zastosować dwa rozwiązania: (1) Zwiększyć średnicę otworu przed gwintowaniem; (2) Użyj gwintownika specjalnie zaprojektowanego do gwintowania głębokich otworów.

1. Przed gwintowaniem zwiększ średnicę otworu

Odpowiedni gwintowany otwór dolny jest bardzo ważny przy obróbce gwintów. Nieco większy gwintowany otwór dolny może skutecznie zmniejszyć ciepło skrawania i siłę skrawania powstającą podczas procesu gwintowania. Ale zmniejszy to również szybkość styku gwintu.

Krajowy Komitet Normalizacyjny i Techniczny stanowi, że w przypadku głębokich otworów w ściankę otworu można nagwintować jedynie 50% pełnej wysokości gwintu. Jest to szczególnie ważne przy gwintowaniu małych otworów w materiałach specjalnych i trudnoobrabialnych. Ponieważ chociaż stopień styku gwintu zmniejsza się w wyniku zmniejszenia wysokości gwintu na ściance otworu, długość gwintu wzrasta, dzięki czemu można nadal zachować niezawodne połączenie gwintu.

Przyrost średnicy gwintowanego otworu dolnego zależy głównie od wymaganej prędkości styku gwintu i liczby łbów gwintu na cal. Na podstawie powyższych dwóch wartości, za pomocą wzorów empirycznych można obliczyć prawidłową średnicę dolnego otworu gwintowanego.

2. Parametry cięcia

Ponieważ części tytanowe są trudne w obróbce, konieczne jest pełne uwzględnienie parametrów skrawania i geometrii narzędzia.

Prędkość cięcia

Ponieważ stop tytanu ma dużą elastyczność i szybkość odkształcania, musi przyjąć stosunkowo małą prędkość skrawania. Podczas obróbki małych otworów w częściach ze stopu tytanu zalecana prędkość skrawania obwodowego wynosi 10–14 cali/min. Nie zalecamy stosowania niższych prędkości, ponieważ spowoduje to utwardzenie przedmiotu obrabianego na zimno. Ponadto należy zwrócić uwagę na ciepło skrawania spowodowane pęknięciem narzędzia.

Flety chipowe

W przypadku gwintowania głębokich otworów konieczne jest zmniejszenie liczby rowków gwintowanych, aby zwiększyć przestrzeń na wióry w każdym rowku. W ten sposób, po cofnięciu gwintownika, można usunąć więcej opiłków żelaza, zmniejszając ryzyko uszkodzenia narzędzia na skutek zatykania się opiłkami żelaza. Z drugiej jednak strony powiększenie rowka wiórowego gwintownika zmniejsza średnicę rdzenia, co wpływa na wytrzymałość gwintownika. Będzie to miało również wpływ na prędkość cięcia. Ponadto gwintowniki ze spiralnymi rowkami łatwiej usuwają wióry niż gwintowniki z prostymi rowkami.

Narożniki przednie i tylne

Mały kąt natarcia może poprawić wytrzymałość krawędzi skrawającej, zwiększając w ten sposób trwałość narzędzia; natomiast duży kąt natarcia sprzyja skrawaniu metalu z długimi wiórami. Dlatego przy obróbce stopów tytanu należy uwzględnić te dwa czynniki kompleksowo i dobrać odpowiedni kąt natarcia.

Duży kąt przyłożenia może zmniejszyć tarcie pomiędzy narzędziem a wiórami. Dlatego czasami wymagany jest kąt gwintowania wynoszący 40°. Podczas obróbki tytanu metalicznego na gwintowniku szlifowany jest duży kąt przyłożenia, co sprzyja usuwaniu wiórów. Ponadto gwintowniki całkowicie szlifowane i gwintowniki ze szlifem tylnym nadają się również do gwintowania.

Płyn chłodzący

Podczas obróbki materiałów specjalnych należy zadbać o to, aby chłodziwo dotarło do krawędzi skrawającej. W celu poprawy przepływu płynu chłodzącego zaleca się otwarcie rowka chłodzącego z tyłu kranu. Jeżeli średnica jest wystarczająco duża, można rozważyć zastosowanie wewnętrznego kranu chłodzącego.

3. Przykłady zastosowań

Pewien producent części do samolotów musi wykonać gwintowanie głębokich otworów na części. Materiał części to stop tytanu klasy 7. Podczas obróbki prędkość skrawania obwodowego wynosi 13 cali/min, przy jednoczesnym stosowaniu chłodziwa.

Aby zapewnić dokładność części, operator powinien wymienić krany na czas, zanim staną się tępe. Kiedy kran jest zużyty, dźwięk powstający podczas procesu cięcia ulegnie zmianie. Słuchając tych dźwięków, przed obróbką, operator może określić liczbę gwintowanych otworów, które można obrobić, zanim gwintownik się zużyje.

Fabryka posiada 2 stacje nalewające na każdym urządzeniu nalewającym, wyposażone w te same krany. Kiedy jeden z kranów się zużyje, można go łatwo wymienić na czas