Glodanje navoja u CNC obradi dijelova
Glodanje navoja vrlo je svestrana i precizna metoda za proizvodnju unutarnjih i vanjskih navoja na CNC obradnim centrima. Za razliku od konvencionalnog narezivanja navoja, glodanje navoja koristi rotirajući alat za rezanje sa specifičnim profilom navoja za spiralnu interpolaciju oblika navoja. Ova metoda nudi vrhunsku kontrolu, fleksibilnost i pouzdanost, posebno za teške materijale i kritične primjene.
Temeljna načela
Glodanje navoja radi na principu spiralne interpolacije - istovremenog koordiniranog gibanja s tri-osi pri čemu se alat okreće oko vlastite osi dok središte alata slijedi spiralnu putanju u ravnini X-Y, a os Z- napreduje brzinom sinkroniziranom s kretanjem navoja. Ovo stvara profil navoja kroz omotač reznih rubova alata dok spiralno prolazi kroz materijal izratka.
Vrste alata za glodanje navoja
Mlinovi za navoje od punog karbidasu puni-profil ili djelomični-profilni čvrsti alati koji se koriste za male do srednje navoje koji zahtijevaju visoku preciznost.Mlinovi za izmjenjive nitikarakteriziraju dizajn-u stilu patrona sa zamjenjivim umetcima, što ih čini idealnim za velike navoje i operacije grube obrade gdje je isplativost važna.Multi{0}}glodalice za navojeomogućuju da jedan alat proizvede višestruke korake navoja, nudeći fleksibilnost za radionice koje žele smanjiti inventar alata.Glodalice-za navoje s jednom točkomimaju jednu reznu oštricu i zahtijevaju višestruke prolaze, prikladne za velike promjere, prilagođene korake i teške primjene grube obrade.
Metode glodanja navoja
Metoda kružne interpolacije je standardni pristup gdje se preferira usponsko glodanje. Alat radijalno ulazi u prethodno-izbušenu rupu, a zatim slijedi spiralnu putanju. Tijekom ulaza, alat ponire do početne dubine navoja i radijalno se pomiče prema promjeru rezanja. Faza spiralnog rezanja uključuje kružno kretanje od 360-stupnjeva sa Z-posmakom po okretaju jednakim koraku navoja. Na kraju, alat izlazi radijalnim povlačenjem u središte prije Z-povlačenja.
Za izračun putanje alata, promjer alata za unutarnje navoje jednak je nazivnom promjeru minus dubina navoja pomnožena s dva. Radijus spiralne interpolacije jednak je nazivnom promjeru minus promjer alata, podijeljenom s dva.
Glodanje navoja s punim-profilom koristi alate koji odgovaraju točnom obliku navoja kao što su unificirani profili od 60-stupnjeva ili Whitworth profili od 55 stupnjeva. Ovaj pristup dovršava nit u jednom prolazu, ali zahtijeva poseban alat za svaki korak. Glodanje navoja s djelomičnim profilom koristi alate koji režu samo vrh i korijen navoja, zahtijevajući više radijalnih prolaza, ali jedan alat može pokriti niz koraka.
Vanjsko glodanje navoja uključuje rotiranje obratka na rotacijskom stolu pomoću četvrte osi ili spiralnu interpolaciju alata oko nepokretnog obratka. Ova metoda se obično koristi za velika vratila, vodeće vijke i pužne zupčanike i zahtijeva dovoljno slobodnog prostora oko obratka za pristup alatu.
Prednosti u odnosu na tapkanje
Glodanje navoja osigurava dulji vijek trajanja alata jer je opterećenje rezanja raspoređeno na više žljebova i prolaza, a ne koncentrirano na nekoliko rubova. Kontrola strugotine je izvrsna, proizvodi kratke strugotine kojima se može upravljati, a ne duge strugotine kod kojih postoji opasnost da se skupe u slavinama. Raznovrsnost materijala proteže se na sve materijale uključujući kaljene čelike do HRC 65, dok narezivanje ima ograničenja u čvrstim legurama.
Jedan alat može pokriti niz promjera za isti korak, nudeći fleksibilnost veličine navoja s kojom se narezivanje navoja ne može mjeriti. U slijepim rupama, glodanje navoja može proizvesti navoje točno do dna bez nepotpune zone navoja koju zahtijevaju nareznici. Dobivena kvaliteta konca ima vrhunsku završnu obradu površine i precizno pristajanje.
Ako se glodalo za navoj pokvari, oporavak je jednostavan jer je alat manji od promjera navoja. Slomljenu slavinu teško je ukloniti i može trajno zaglaviti. Glodanje navoja zahtijeva manji okretni moment, što ga čini prikladnijim za velike navoje na strojevima s ograničenom snagom. Isti alat može proizvesti i lijevi-i desni-navoj jednostavnim mijenjanjem smjera vretena, dok narezivanje zahtijeva zasebne lijeve-nareznice.
Kritični parametri procesa
Brzina rezanja obično se kreće od 80 do 150 metara u minuti za čelik i 150 do 300 metara u minuti za aluminij, uz redukcije za otvrdnute materijale. Posmak po zubu obično pada između 0,05 i 0,15 milimetara, ovisno o materijalu i koraku navoja. Posmak osi Z- mora točno odgovarati koraku navoja po okretaju kako bi se održala točnost.
Za alate punog-profila, radijalni zahvat pokriva 100 posto dubine navoja u jednom prolazu. Alati s djelomičnim-profilom koriste radijalne korake od 0,05 do 0,10 milimetara po prolazu.
Pred{0}}zahtjevi za strojnu obradu uključuju bušenje rupe promjera približno jednakog nominalnom promjeru minus korak, iako se to razlikuje prema standardu navoja. Rupa mora biti ravna, pravo-postavljena i imati odgovarajuću dubinu za navoj plus razmak. Iskošenje ili upuštanje pod kutom od 45 stupnjeva na ulazu u rupu pomaže pri ulasku alata i sprječava stvaranje srha.
Osnove CNC programiranja
Tipični G-program koda u Fanuc-stilu počinje pozicioniranjem u središte rupe, aktiviranjem kompenzacije duljine alata i rashladne tekućine, zatim ubrzavanjem do ravnine zazora. Alat se pomiče do početne dubine navoja, kompenzacija rezača se aktivira tijekom radijalnog približavanja, a spiralna interpolacija se izvršava s odgovarajućom naredbom kružnog gibanja. Više spiralnih petlji ponavlja se za potrebnu duljinu navoja, nakon čega se kompenzacija poništava i alat se povlači.
Ključna razmatranja pri programiranju uključuju odabir ispravnog smjera spiralne interpolacije u smjeru kazaljke na satu ili suprotno-u smjeru kazaljke na satu kako bi odgovarala kazaljci navoja. Kompenzacija rezača mora ostati aktivna tijekom spiralnog gibanja. Točnost nagiba ovisi o preciznoj sinkronizaciji između brzine vretena i posmaka Z-osi. Ulaz u glodalo za navoje trebao bi koristiti spiralni ili ramp ulaz umjesto ravnog uranjanja kako bi se izbjeglo oštećenje alata.
Uobičajeni izazovi i rješenja
Preveliki ili premali navoji obično proizlaze iz istrošenosti alata, netočne kompenzacije promjera alata ili pogreške u usponu. Rješenje uključuje provjeru unosa promjera alata, provjeru odstupanja istrošenosti i kalibraciju stroja. Loša obrada površine često proizlazi iz nedovoljne krutosti, istrošenih alata ili nepravilnih brzina i posmaka. Rješavanje ovoga zahtijeva smanjenje prevjesa alata, povećanje krutosti i optimiziranje parametara rezanja.
Klepetanje i vibracije obično ukazuju na dugi prevjes alata, tanke stijenke ili harmonijsku rezonanciju. Rješenja uključuju korištenje najkraćeg mogućeg alata, smanjenje dubine rezanja i podešavanje brzine vretena kako bi se izbjegle rezonantne frekvencije. Lom alata na ulazu obično je posljedica ravnog radijalnog poniranja ili pogrešnih ulaznih kutova. Korištenje ulaza spiralne rampe i smanjenje brzine ulaznog napredovanja sprječava ovaj kvar. Konusni navoji mogu ukazivati na pogrešku geometrije stroja, deformaciju alata ili toplinski rast. Provjera pravokutnosti stroja, izvođenje grubih i završnih prolaza i korištenje rashladne tekućine dosljedno rješava ove probleme.
Primjene i industrije
U zrakoplovnoj industriji glodanje navoja proizvodi spojne elemente od titana i inconela s kritičnim tolerancijama. Sektor nafte i plina koristi ovu metodu za API cijevne navoje velikog-promjera i spojeve bušaćih nizova. Primjene u automobilima uključuju navoje bloka motora i komponente prijenosa. Medicinska proizvodnja oslanja se na glodanje navoja za vijke za kosti i navoje implantata od titana ili PEEK materijala. Industrija kalupa i kalupa proizvodi navoje od kaljenog alatnog čelika do HRC 65 za igle za izbacivanje. Opće primjene strojeva pokrivaju prilagođene navoje, popravke i razvoj prototipa gdje je fleksibilnost ključna.
