Резьбофрезерование

Хотя резьбофрезерование — это хорошо отработанный процесс, некоторые механические мастерские по-прежнему боятся пробовать его, опасаясь, что он слишком сложен. Фрезерование резьбы требует наличия обрабатывающего центра с возможностью винтовой интерполяции, что требует одновременного движения по трем осям. Две оси выполняют круговую интерполяцию, а третья движется перпендикулярно круговой плоскости. Большинство станков с ЧПУ, построенных за последние 10–15 лет, обладают такой способностью.

Резьбофрезы со вставкой

Вставной тип с несколькими канавками обычно предназначен для фрезерования отверстий диаметром ¾ дюйма или больше, потому что должно быть достаточно места для корпуса инструмента и вставок. Доступны резьбовые фрезы меньшего размера, но они обычно имеют только одну или две канавки.

Во многих случаях, вы все равно можете использовать твердотельную фрезу с 4 или 6 зубьями. Например, в нержавеющей стали 316 однорезьевой фрезы потребуется от 40 до 45 секунд, чтобы нарезать отверстие. С твердосплавной резьбовой фрезой с 4 зубьями, это займет от 6 до 8 секунд».

По сравнению с твердосплавными фрезами и фрезами со вставной резьбой при больших диаметрах твердый сплав, как правило, лучше подходит для высокой производительности, поскольку он обеспечивает более короткое время цикла.

Хотя твердосплавные фрезы и фрезы со вставной резьбой подходят для отверстий большего диаметра, может быть выгодно использовать твердосплавные инструменты меньшего размера, поскольку они обычно могут работать с более высокими скоростями подачи. Например, если у вас резьба M80 × 1,5, вы можете использовать резьбу диаметром 50 мм, которая имела бы пять режущих кромок. Вы также можете выбрать диаметр 20 мм цельнотвердосплавную резьбовую фрезу, которая также будет иметь пять режущих кромок, но будет работать с более чем удвоенной скоростью подачи, эффективно сокращая время изготовления каждого отверстия вдвое. Это имеет огромное значение для крупных серий».

Фрезы со вставной резьбой подходят для небольших мастерских с небольшими производственными партиями. В одном корпусе инструмента можно использовать несколько сменных пластин с разными формами резьбы, поэтому он более универсален и дешевле в целом.

Разница между твердосплавом и вставкой

Корпус инструмента будет стоить от 300 до 450 долларов, но вставки стоят всего около 30 долларов, когда требуется замена. При использовании твердосплавной резьбовой фрезы весь инструмент необходимо заменить по цене от 200 до 300 долларов. Кроме того, оператору легче заменить пластину, чем сменить инструмент целиком и заново его выставлять.

Вставки должны точно располагаться в карманах. Если это не так, значит, одна пластина не соответствует другой, и вы не можете произвести правильную резьбу. Цельнотвердосплавные фрезы и фрезы со вставной резьбой бывают с винтовыми и прямыми канавками. Спиральные канавки снижают давление резания за счет распределения давления резания по канавке.

С фрезой со спиральной канавкой вы получите гораздо более плавный и тихий рез, потому что зацепление зубьев распространяется на больший диапазон. У фрезы с прямой канавкой все зубья данной канавки входят в зацепление одновременно. Это создает большее радиальное давление, вызывая вибрацию и отклонение. Тем не менее, прямые канавки имеют геометрию, подходящую для твердых материалов.

Многозаходное резьбофрезерование

Большинство резьбовых фрез, твердосплавных или вставных, представляют собой многозубые инструменты. Зубья расположены параллельно, а не по спирали, как метчик. Многозубые резьбовые фрезы нарезают резьбу на всю глубину за один оборот вокруг отверстия.

Одна многозубая резьбовая фреза может нарезать резьбу одного и того же шага в диапазоне диаметров. Это связано с тем, что диаметр определяется траекторией ЧПУ, а не инструментом (как с метчиком).

Многоформная резьбовая фреза работает быстро, потому что кромки нарезаются одновременно. Обратной стороной является то, что для каждого шага резьбы требуется свой инструмент.

Резьбовые фрезы от Harvey Tool с покрытием AlTiN подходят для нарезания резьбы труднообрабатываемым материалам, черным металлам, стали и аэрокосмическим материалам. Они также доступны с покрытием TiB2 для алюминиевых заготовок.

Однозаходное резьбофрезерование

Помимо возможности резания любого диаметра, преимуществом резьбовой фрезы с одним зубом является то, что она может нарезать резьбу любого шага или диапазон шагов резьбы. Однако резьбонарезная фреза с одной формой может нарезать только одну резьбу за один проход и должна перемещаться вокруг отверстия столько раз, сколько имеется кромок(нитей) резьбы.

Несмотря на то, что им приходится покупать резьбовые фрезы для каждого шага, более крупные производственные цеха склоняются к разнообразию, поэтому у них есть хороший набор инструментов. Инструменты единой формы больше подходят для небольших мастерских, которым нужен более гибкий инструмент.

Скажем, вам нужно нарезать нитку 6–12 дюймов, а затем 5–10 дюймов. При использовании резьбовой фрезы для вставки все, что вам нужно сделать, это сменить пластину с шагом 12 на шаг 10 по цене 30 долларов за пластину. Метчик такого размера, вероятно, будет стоить 2500 долларов, а вам нужно будет купить два.

Фрезы могут производить внутреннюю и внешнюю резьбу. Метчики нельзя применять для наружной резьбы.

Если во время работы резьбовая фреза сломается, детали можно вынуть из отверстия и нарезать резьбу новым инструментом. Поскольку метчик обеспечивает значительный контакт вдоль разреза, создавая большое усилие, метчики могут сломаться и застрять в отверстии, что может стать причиной брака.

Всего лишь изменив программирование, одна резьбовая фреза может производить левую или правую резьбу. Метчик может делать только то, для чего предназначен, поэтому пользователю нужен один инструмент для левой резьбы, а другой — для правой.

Нарезные фрезы могут производить полную резьбу близко к основанию глухого отверстия. Когда отверстие глухое, метчик может дотянуться до него только потому, что он имеет конусную точку. Форма вашей резьбы будет в пределах половины шага от дна отверстия.

Резьбовая фреза обеспечивает более качественную обработку поверхности, чем метчик.

Специальные резьбофрезы

Резьбофрезерование обрабатывает резьбу за один или несколько проходов. С резьбофрезерованием вы, вероятно, сможете сделать это за один проход, если это более мягкий материал, например алюминий. Но при работе с твердым материалом вы можете сделать больше проходов, не сломав инструмент. При нарезании резьбы используется вся форма резьбы, и она увеличивается до окончательного размера за один проход.

Резьбофрезерование может начинаться с верха отверстия и переходить к низу или наоборот. Отводы должны начинаться сверху и доходить до низа. Очень часто людям нравится начинать снизу и двигаться к вершине, потому что, надо надеяться, гравитация потянет стружку вниз, и они не будут обработаны повторно

И, наконец, резьбовые фрезы, в отличие от метчиков, могут совмещать различные операции в одном инструменте. Например, производители предлагают инструменты, которые могут просверлить отверстие, снять с него фаску, а затем нарезать резьбу за один прием.