Co to jest gwintowanie głębokich otworów?
Przede wszystkim konieczne jest wyjaśnienie definicji „głębokiej dziury”. Podczas wiercenia otwory o głębokości większej niż 3-krotność rozmiaru otworu są zwykle nazywane głębokimi otworami. W procesie gwintowania, gwintowanie głębokich otworów oznacza głębokość gwintowania przekraczającą 1,5 średnicy gwintownika. Przykładowo, w przypadku użycia gwintownika o średnicy 1/4 cala do obróbki gwintu o głębokości 3/8 cala, typowe jest gwintowanie głębokich otworów.
Trudność gwintowania głębokich otworów
Gwintowanie głębokich otworów oznacza długi okres kontaktu narzędzia z przedmiotem obrabianym, co powoduje powstawanie większej ilości ciepła skrawania i większej siły skrawania w procesie. Gdy przedmiotem obróbki jest stop tytanu i inne specjalne materiały oraz jest to głęboki otwór o małej średnicy, łatwo jest spowodować uszkodzenie narzędzia i niespójność rozmiaru gwintu, co poważnie wpływa na jakość produktu.
Dwa podstawowe rozwiązania
Aby rozwiązać powyższe problemy, można zastosować dwa skuteczne środki:
Zwiększ średnicę otworu-do gwintowania wstępnego
Właściwa średnica dolnego otworu gwintu jest warunkiem zapewnienia jakości gwintowania. Zwiększenie średnicy dolnego otworu może skutecznie zmniejszyć ciepło skrawania i siłę skrawania podczas gwintowania, chociaż odpowiednio zmniejszy prędkość styku gwintu.
Według Krajowego Komitetu ds. Standardów i Technologii dopuszczalna wysokość gwintu wynosi tylko 50% pełnej wysokości przy obróbce głębokich otworów. Norma ta jest szczególnie ważna w przypadku gwintowania małych otworów w materiałach specjalnych, takich jak stopy tytanu i materiały--trudne w obróbce skrawaniem. Chociaż wysokość gwintu została zmniejszona, dzięki zwiększonej długości gwintu nadal gwarantowana jest niezawodna wydajność połączenia.
Przyrost średnicy gwintowanego otworu dolnego zależy przede wszystkim od pożądanej prędkości styku gwintu i liczby zwojów na cal. Na podstawie tych dwóch parametrów można dokładnie obliczyć rozsądną średnicę dolnego otworu za pomocą wzorów empirycznych.
Stosuj gwintowniki przeznaczone do gwintowania głębokich otworów i optymalizuj parametry skrawania
Materiały stopowe tytanu charakteryzują się dużą elastycznością i dużą szybkością odkształcania, dlatego muszą być specjalnie zaprojektowane pod kątem parametrów skrawania i geometrii narzędzia.
Dwa podstawowe rozwiązania
Prędkość cięcia
Zalecana jest niższa prędkość skrawania, przy prędkości skrawania obwodowego 10~14 cali/min. Zbyt duża prędkość pogłębia zużycie narzędzia, natomiast niska prędkość może łatwo doprowadzić do utwardzenia materiału na zimno. Jednocześnie należy uważać na gromadzenie się ciepła skrawania w wyniku złamania narzędzia.
Projekt zbiornika na chipy
W przypadku gwintowania głębokich otworów należy odpowiednio zmniejszyć liczbę rowków gwintownika, aby zwiększyć przestrzeń zatrzymywania wiórów w każdym rowku, co pozwala na wygodne odprowadzenie większej ilości wiórów podczas wycofywania narzędzia i zmniejszenie ryzyka uszkodzenia narzędzia na skutek zatykania wiórów. Należy jednak pamiętać, że zwiększenie komory wiórowej osłabi średnicę rdzenia gwintownika i wpłynie na jego wytrzymałość, dlatego konieczne jest zrównoważenie prędkości skrawania. Ponadto gwintowniki z rowkami spiralnymi charakteryzują się lepszą wydajnością odprowadzania wiórów niż gwintowniki z rowkami prostymi.
Kąty przednie i tylne
Kąt natarcia: mały kąt natarcia może poprawić wytrzymałość krawędzi skrawającej i wydłużyć żywotność narzędzia; Duży kąt natarcia sprzyja skrawaniu długich wiórów. Przy obróbce stopów tytanu należy rozważyć kompleksowo i wybrać odpowiedni kąt natarcia.
Kąt śladu: Zwiększenie kąta tylnego zmniejsza tarcie pomiędzy narzędziem a wiórem. W obróbce stopów tytanu zaleca się osiągnięcie kąta wiejskiego wynoszącego 40 stopni, a dzięki całkowicie szlifowanemu gwintownikowi i konstrukcji tylnej łopatki pomaga poprawić efekt ewakuacji wiórów.
Płyn chłodzący
Podczas obróbki materiałów specjalnych ważne jest, aby płyn obróbkowy docierał w wystarczającym stopniu do krawędzi skrawającej. Aby poprawić przepływ chłodziwa, zaleca się zamontowanie rowka chłodzącego z tyłu kranu. Jeśli średnica gwintownika jest wystarczająca, można zastosować również kran chłodzony wewnętrznie, aby zapewnić bardziej wydajne chłodzenie i smarowanie.
Rozsądnie zwiększając średnicę dolnego otworu gwintu, dobierając specjalne gwintowniki i optymalizując parametry skrawania, można znacznie poprawić niezawodność i ekonomiczność gwintowania głębokich otworów w materiałach specjalnych, a także skutecznie zmniejszyć ryzyko złomowania części.
