Вам нужно создать внутреннюю резьбу после сверления отверстий на сверлильном станке с ЧПУ? Возможно, вы задаетесь вопросом, способен ли ваш сверлильный станок на самом деле нарезать резьбу, или вам нужны специальные функции, такие как жесткое нарезание резьбы. Попытка нарезать резьбу без правильной настройки станка может быстро привести к поломке метчика, застрявшего в дорогостоящих деталях, что будет стоить вам значительных затрат времени и денег.

Для эффективной работы сверлильного станка с ЧПУ необходимы точная синхронизация скорости вращения шпинделя и подачи (возможность жесткого нарезания резьбы), регулируемая скорость вращения шпинделя, надежная система подачи СОЖ, возможность надежного удержания нарезающего инструмента (часто с помощью ATC) и программируемое управление глубиной и циклами нарезания резьбы.

Простого наличия вращающегося шпинделя недостаточно для надежной и точной нарезки резьбы. Этот процесс требует наличия специальных аппаратных и программных средств, работающих вместе. Давайте рассмотрим различные методы нарезания резьбы и почему некоторые аспекты, такие как жесткое нарезание и охлаждающая жидкость, так важны для получения качественной резьбы в любое время.

Что такое флекс-тейпинг?

У вас старый станок с ЧПУ или такой, где вращение шпинделя и подача по оси Z не могут быть идеально синхронизированы? Попытка нарезать резьбу жестко в такой ситуации практически гарантирует поломку метчика, поскольку подача не будет идеально соответствовать шагу резьбы. Гибкое нарезание резьбы обеспечивает механическое решение для таких ситуаций.

При гибком нарезании резьбы используется специальный "плавающий" держатель инструмента со встроенной осевой компенсацией (натяжение/сжатие), которая позволяет метчику следовать своему шагу, даже если скорость подачи станка не идеально синхронизирована со скоростью вращения шпинделя.

В этом методе прощение встраивается в систему с помощью самого держателя инструмента. Ваше исследование подчеркивает его особенности:

• Адаптивность: Поскольку она не требует идеальной электронной синхронизации, гибкая нарезка может работать на станках с менее точным управлением или допускать незначительные ошибки в программировании скорости подачи. Оно более щадящее.
• Плавающий держатель¹: Ключевой компонент. Он позволяет метчику слегка перемещаться в осевом направлении, компенсируя несоответствие между линейным перемещением станка и естественным движением метчика с шагом.
• Безопасность: Встроенный поплавок снижает вероятность поломки крана из-за ошибок синхронизации, что делает его более безопасным вариантом для менее мощных машин или для сложных материалов, где может произойти сцепление.
• Универсальность: Может использоваться на более широком спектре машин, включая старые модели без специальных циклов жесткого нарезания резьбы.

Однако механическая компенсация означает, что точный контроль глубины может быть менее точным, чем при жестком нарезании резьбы, циклы обычно выполняются медленнее, а специализированные держатели могут быть более сложными и дорогими.

Что такое жесткая нарезка?

Необходимо постоянно изготавливать высокоточную резьбу, особенно в сложных материалах или при крупносерийном производстве? Использование компенсирующих держателей, как при гибком нарезании, может не обеспечить необходимую точность, скорость и надежность процесса. Жесткое нарезание - это современный стандарт высокопроизводительного нарезания резьбы с ЧПУ.

Жесткое нарезание резьбы - это функция ЧПУ, при которой система управления станка точно синхронизирует скорость вращения шпинделя и скорость подачи по оси Z с помощью электроники для точного соответствия шагу используемого метчика, что устраняет необходимость в использовании компенсирующих держателей.

Это означает, что машина активно перемещает метчик по правильной винтовой траектории с помощью точного сервоуправления. Основные характеристики включают:

• Электронная синхронизация: Сердце системы. Контроллер ЧПУ непрерывно отслеживает положение шпинделя (часто с помощью энкодера) и регулирует скорость двигателя подачи по оси Z, чтобы поддерживать идеальную синхронизацию с запрограммированным шагом резьбы.
• Твердый держатель для инструментов: Используются стандартные, не плавающие держатели инструмента, такие как цанговые патроны ER или специальные жесткие резьбонарезные цанги. Это упрощает оснастку и повышает жесткость.
• Высокая точность и скорость²: Поскольку движение идеально контролируется, жесткое нарезание позволяет получать резьбу с очень высокой точностью шага и обеспечивает значительно более высокие скорости нарезания и подачи по сравнению с гибким нарезанием.
• Требуются возможности машины: Это не просто выбор оснастки; станок с ЧПУ обязательно имеют аппаратное (серводвигатели, энкодеры) и программное обеспечение (опции жесткого цикла нарезания резьбы в системе управления) для выполнения этой синхронизации. Она является стандартной для большинства современных станков, но может быть опцией для других.

Жесткое нарезание резьбы обеспечивает превосходный контроль, что делает его идеальным для применений, требующих точности и эффективности, например, в автомобильной, аэрокосмической и медицинской промышленности.

Почему жесткое нарезание резьбы имеет решающее значение для эффективного нарезания резьбы на сверлильном станке с ЧПУ?

Вы понимаете, что жесткая нарезка синхронизирует движение станка, но почему она так важна для современной эффективной нарезки с ЧПУ? Разве не достаточно гибкой нарезки? Несмотря на то что гибкая нарезка работает, жесткая нарезка имеет фундаментальные преимущества, которые напрямую ведут к улучшению качества, повышению эффективности и снижению затрат, если станок поддерживает ее.

Жесткое нарезание имеет решающее значение, поскольку его точная электронная синхронизация гарантирует точность и качество резьбы, значительно увеличивает срок службы метчика за счет устранения осевых толкающих/тянущих сил, позволяет значительно повысить скорость резания для повышения эффективности и использовать более простые, менее дорогие и более жесткие держатели инструмента.

Давайте разберемся, почему эти преимущества делают жесткое нарезание резьбы предпочтительным методом на мощных сверлильных станках с ЧПУ, опираясь на ваши знания:

• Непревзойденная точность (синхронизированная подача)³: Прямая электронная связь между вращением и подачей обеспечивает точную нарезку резьбы метчиком в соответствии с заданным шагом, оборот за оборотом. Это исключает ошибки шага и позволяет получать стабильно точную и высококачественную резьбу, необходимую для сложных посадок.
• Увеличенный срок службы метчика (минимальное осевое усилие)⁴: Благодаря идеальному согласованию подачи с шагом, станок избегает нежелательного осевого давления (толкания или вытягивания) на метчик. Это значительно снижает нагрузку на режущие кромки и предотвращает преждевременный износ или поломку, что приводит к значительному увеличению срока службы инструмента.
• Повышенная эффективность (более высокие скорости)⁵: Точный контроль и устранение механического запаздывания позволяют нарезать резьбу на гораздо более высоких скоростях вращения шпинделя и подачах, чем это обычно возможно или безопасно при гибком нарезании резьбы. Это значительно сокращает время цикла, повышает производительность станка и снижает производственные затраты, что особенно заметно при крупносерийном производстве.
• Упрощенная и экономически эффективная оснастка: При жестком нарезании резьбы используются стандартные массивные держатели инструмента (например, цанги ER). Они по своей природе более жесткие, простые по конструкции и, как правило, менее дорогие, чем сложные натяжные/сжимающие держатели, необходимые для гибкого нарезания резьбы.

По сути, для любого современного сверлильного станка с ЧПУ, оснащенного этим оборудованием, жесткое нарезание резьбы обеспечивает превосходный контроль процесса, что напрямую ведет к лучшим результатам: более качественной резьбе, более долговечным инструментам, более быстрому производству и снижению расходов на оснастку.

Нужна ли охлаждающая жидкость при нарезании резьбы на сверлильном станке с ЧПУ?

Настраиваете операцию нарезания резьбы на сверлильном станке с ЧПУ и раздумываете, использовать ли охлаждающую жидкость? При нарезании резьбы возникает значительное трение и нагрев, особенно в более твердых материалах, таких как нержавеющая сталь, или при работе на высоких скоростях. Изначально отказ от СОЖ может показаться более чистым или простым, но зачастую он приводит к проблемам, которые в долгосрочной перспективе обходятся дороже.

Да, использование СОЖ при нарезании резьбы на станках с ЧПУ почти всегда необходимо и настоятельно рекомендуется. СОЖ обеспечивает необходимую смазку, охлаждение и смыв стружки, что напрямую улучшает качество резьбы, предотвращает поломку метчика и значительно продлевает срок службы резьбонарезного инструмента.

Нарезание резьбы - это процесс резания с высоким трением, и управление теплом и образующейся стружкой имеет решающее значение для успеха. В вашем исследовании подробно описано, почему охлаждающая жидкость⁶ жизненно важны и какие типы обычно используются:

• Почему охлаждающая жидкость имеет решающее значение:
  • Смазка: Уменьшает трение между режущими кромками метчика и материалом заготовки. Это снижает необходимый крутящий момент, делает процесс резания более плавным, предотвращает приваривание материала к метчику (особенно при работе с алюминием) и улучшает качество обработки поверхности.
  • Охлаждение: Отвод интенсивного тепла, выделяющегося в зоне резания. Это предотвращает размягчение (потерю твердости) и быстрый износ метчика, а также позволяет избежать проблем с тепловым расширением, которые могут повлиять на точность резьбы.
  • Промывка чипов: Помогает смыть мелкую, часто плотно свернутую стружку, образующуюся при нарезании резьбы. Это предотвращает забивание стружки в канавки метчика, что может привести к заклиниванию, поломке, нарезанию чрезмерно длинной или поврежденной резьбы. Эффективная промывка особенно важна для глухих отверстий.
• Распространенные типы охлаждающих жидкостей и их доставка:
  • Водорастворимые жидкости (эмульсии, полусинтетические материалы): Обеспечивают хороший баланс охлаждения и смазки. Широко используются, экономически эффективны. Более насыщенные концентрации (например, 8-10%) могут улучшить смазку при нарезании резьбы.
  • Синтетические жидкости: Преимущественно на водной основе, обеспечивают превосходное охлаждение и чистоту. Смазывающие свойства варьируются.
  • Масла для резки (Neat Oils): Обеспечивают превосходную смазку, часто предпочтительны при обработке прочных материалов (нержавеющих сталей, сплавов) или нарезании резьбы. Меньшая охлаждающая способность по сравнению с жидкостями на водной основе.
  • Доставка: Часто используется заливочная СОЖ. Сквозная СОЖ (СОЖ, подаваемая через каналы в шпинделе и инструменте) очень эффективна для смыва стружки, особенно в глубоких или глухих отверстиях.

Выбор идеальной СОЖ зависит от материала (например, чистое масло для сталей, специальные эмульсии для алюминия), типа метчика (режущий или формовочный) и практики работы в цехе. Однако полное пренебрежение охлаждающей жидкостью при нарезании резьбы - это залог преждевременного выхода из строя инструмента, низкого качества резьбы и возможного брака заготовки.

Заключение

Для эффективного нарезания резьбы сверлильный станок с ЧПУ нуждается в точном управлении, таком как жесткая синхронизация нарезания, переменная скорость, правильная фиксация инструмента и подача охлаждающей жидкости, что обеспечивает точность резьбы, долговечность инструмента и эффективность производства.

---