Фрезерование резьбы набирает популярность, и на это есть несколько причин. Во-первых, современные станки с ЧПУ обычно оснащены функцией винтовой интерполяции, при которой инструмент (резьбофреза) одновременно движется по осям XYZ, погружаясь в отверстие для нарезки резьбы. Это позволяет использовать инструмент меньшего диаметра, чем отверстие, и нарезать резьбу более гибким методом. Технологи, попробовав этот способ, всё чаще предпочитают его классическому нарезанию метчиком. Во-вторых, резьбофрезы более устойчивы к поломкам, поскольку не заклинивают из-за накопления стружки. В-третьих, их применение оправдано на станках с высокоскоростными шпинделями, используемыми для работы с пластиком и деревом, которые могут вращаться до 24000 об/мин, но имеют минимальный порог оборотов (400-500), недостаточный для использования метчиков.
Особенности использования метчика
Метчик, нарезая резьбу, полностью погружается в отверстие, что вызывает значительное нагревание инструмента. Трудности с подводом охлаждающей жидкости (СОЖ) усугубляют эту проблему, особенно при обработке жаропрочных сплавов, которые не поглощают тепло, а только усиливают его. При этом всё тепло от нарезки переходит на инструмент, что, в сочетании с давлением от нескольких зубцов метчика, может привести к преждевременному износу или поломке инструмента. Если метчик сломается, это часто ведет к сложному и дорогостоящему исправлению или даже браку детали, поскольку нарезка резьбы обычно происходит на финальном этапе. Эти риски делают резьбофрезы более предпочтительным вариантом, особенно для работы с дорогими материалами, несмотря на их более высокую стоимость по сравнению с метчиками.
Преимущества конструкции резьбофрезы
Благодаря конструкции с тремя зубьями, резьбофрезы испытывают меньшее давление, что позволяет поддерживать точность даже в случае минимальных допусков. В отличие от метчика, фреза, работающая в жаропрочных материалах, сталкивается с меньшими силами благодаря поочередному контакту зубьев с материалом. Это снижает риск отклонения инструмента, улучшая качество нарезаемой резьбы.
Преимущества непрерывного спирального движения
Твердосплавные резьбофрезы выполняют нарезку за один проход, продвигаясь по спирали внутрь отверстия. Это снижает нагрузку на инструмент, а первый зуб выполняет основную часть работы, тогда как оставшиеся два помогают поддерживать форму резьбы и отводить стружку. Такое распределение нагрузки снижает давление на инструмент, уменьшая риск отклонения. Кроме того, фреза при каждом проходе получает возможность охлаждения, так как режущие кромки периодически выходят из контакта с материалом, улучшая подвод СОЖ и снижая вероятность перегрева.
Особенности нарезания резьбы резьбофрезой
Резьбофрезы вращаются против часовой стрелки и двигаются по спирали в направлении по часовой стрелке для создания правосторонней резьбы. Этот процесс называется попутным фрезерованием: он позволяет создать стружку, которая формируется от «толстой» к «тонкой» кромке, что снижает прогиб инструмента и улучшает отвод стружки. При этом исключается риск повторного зарезания, что повышает точность обработки и качество поверхности резьбы.
Стратегии использования резьбофрезы
Количество проходов: для фрезерования резьбы, как и для других процессов обработки, важно учитывать объём материала и сложность обработки. Чем труднее обрабатываемый материал, тем больше проходов может потребоваться.
Есть два подхода к нарезке резьбы фрезой. В первом случае резьба создаётся непрерывным движением фрезы по спирали, при этом инструмент последовательно формирует полный профиль резьбы за один проход. Во втором варианте инструмент режет сегментами, по три зубца за один раз, пока резьба не будет завершена. Оба подхода помогают справляться с разными материалами и геометрией отверстий, обеспечивая гибкость и адаптивность процесса.
Рекомендации
- Качество отверстий и снижение риска брака: фрезерование позволяет достичь высокой точности и минимизировать дефекты, что особенно ценно при работе с большими и дорогими заготовками. Однако, для отверстий с отношением длины к диаметру более 3:1 метчики остаются предпочтительным выбором.
- Количество проходов: для фрезерования резьбы, как и для других процессов обработки, важно учитывать объём материала и сложность обработки. Чем труднее обрабатываемый материал, тем больше проходов может потребоваться.
- Попутное фрезерование предпочтительнее встречного: оно позволяет снизить отклонение инструмента и тепловыделение.
Таким образом, фрезерование резьбы становится предпочтительным способом благодаря высокой точности, надёжности и широким возможностям в обработке. Этот метод особенно востребован на производстве сложных, жаропрочных и дорогих деталей, где качество и долговечность инструмента имеют решающее значение.