Jak řezat závity na soustruhu – způsoby a technologie řezání závitů

Závitování je jednou z nejdůležitějších operací při obrábění kovů, umožňuje vytvářet spoje mezi součástmi pomocí ploch šroubů. Soustruh poskytuje bohaté možnosti pro řezání závitů různých typů, průměrů a stoupání. V tomto článku se podíváme na hlavní nástroje a technologie používané pro řezání závitů na soustruhu a pochopíme vlastnosti každé metody.

Řezání závitů řezačkou

Fréza je hlavní a univerzální nástroj soustruhu pro vytváření závitových ploch. Proces řezání závitů je založen na postupném vytváření spirálové drážky na povrchu rotujícího obrobku. Fréza, bezpečně upevněná v držáku nosného nástroje, se pohybuje podél osy obrobku, odřezává tenké vrstvy kovu a vytváří požadovaný profil závitu.

Vlastnosti závitu

Úspěšné řezání závitů vyžaduje pochopení jeho základních vlastností:

• Úhel šroubovice (úhel sklonu): určuje strmost šroubovice a ovlivňuje třecí sílu a samobrzdění závitového spoje. Úhel šroubovice závisí na stoupání závitu a průměru obrobku.
• Stoupání: vzdálenost mezi sousedními závity podél osy obrobku. Rozteč určuje přesnost pohybu a sílu spojení.
• Profil: tvar průřezu závitu (trojúhelníkový, lichoběžníkový, obdélníkový, kulatý atd.). Profil závitu ovlivňuje účel a vlastnosti závitového spoje: pevnost, těsnost, samobrzdění.
• Počet startů: počet šroubovicových čar, které tvoří závit. Jednochodé vlákno má jednu spirálovou linii, vícechodé vlákno jich má několik. Počet průchodů ovlivňuje rychlost pohybu a sílu spojení.
• Zdvih: vzdálenost mezi podobnými body sousedních závitů tvořená jednou šroubovicovou čárou. Tato charakteristika je relevantní pouze pro vícechodé závity a ovlivňuje rychlost pohybu.

Typy závitořezů

Volba nástroje na řezání závitů závisí na typu řezaného závitu (vnější nebo vnitřní), jeho profilu a velikosti:

• Prizmatické frézy: univerzální nástroj pro řezání vnějších závitů různých profilů a stoupání. Mají obdélníkový průřez a jsou naostřeny do určitého úhlu, který odpovídá profilu závitu.
• Tyčové frézy: určené pro řezání vnitřních závitů v otvorech. Mají kulatou hřídel s řeznou hranou na konci, která tvoří profil závitu.
• Kulaté (kotoučové) frézy: vhodné pro zpracování vnějších i vnitřních závitů, zejména na těžko přístupných místech. Řezná hrana je umístěna podél obvodu kotouče a při otáčení vytváří profil závitu.

Vlastnosti technologie řezání závitů

Řezání závitů dlátem je proces, který vyžaduje vysokou přesnost a pozornost k detailu:

• Volba úhlu čela frézy: závisí na materiálu obrobku a ovlivňuje řeznou sílu a opotřebení nástroje. Pro měkké materiály (hliník, mosaz) se používají velké úhly čela, pro tvrdé materiály (ocel, litina) menší úhly čela.
• Tvar hrotu frézy: musí přesně odpovídat profilu řezaného závitu, aby byla zajištěna správná geometrie a kvalita povrchu.
• Boky frézy: Jsou nezbytné, aby se zabránilo tření boku frézy o řezaný závit.
• Vnitřní závit: provádí se do předvrtaného nebo zahloubeného otvoru o průměru o něco menším, než je vnitřní průměr závitu.

Vložte materiály

Výběr materiálu řezné vložky je důležitým faktorem ovlivňujícím životnost nástroje a kvalitu zpracování:

• Pro ocel: tvrdé slitiny (VK8, T15K6, T5K10) poskytují vysokou odolnost proti opotřebení a umožňují zpracování kalených ocelí.
• Pro litinu: tvrdé slitiny (VK6, VK8) mají potřebnou pevnost a tepelnou odolnost pro efektivní zpracování.

Řezání závitů dlátem je umění, které vyžaduje od soustružníka znalosti, zkušenosti a přesnost. Správný výběr nástrojů a dodržování technologických nuancí umožňují vytvářet vysoce kvalitní závitové spoje, které zajišťují spolehlivost a trvanlivost konstrukce.

Závitové závity

Závitník je specializovaný nástroj určený pro řezání vnitřních závitů v otvorech. Jedná se o šroub s podélnými drážkami, které tvoří řezné hrany a zajišťují odvod třísek. Proces řezání závitu závitníkem spočívá v postupném šroubování nástroje do předem připraveného otvoru, přičemž řezné hrany závitníku řežou kov a tvoří spirálovou drážku.

Vlastnosti závitu

Při řezání závitů závitníkem je důležité vzít v úvahu stejné vlastnosti jako při použití frézy:

• Průměr: Definuje velikost otvoru a vnější průměr závitu.
• Stoupání: vzdálenost mezi sousedními závity ovlivňuje pevnost a přesnost spoje.
• Profil: tvar průřezu závitu (metrický, palcový, lichoběžníkový atd.), určuje účel a vlastnosti závitového spoje.

Typy kohoutků

Kohouty jsou klasifikovány podle designu a účelu:

• Ruční závitníky: používají se v sadě 2-3 závitníků k postupnému řezání závitů.
• Hrubovací závitník: odstraní většinu polotovaru a vytvoří počáteční závit. Má dlouhou sací část a malý počet otáček.
• Polodokončovací závitník (volitelně): Zlepšuje tvar a rozměry závitů a připravuje je na dokončovací práce.
• Dokončovací závitník: Poskytuje konečnou přesnost a kvalitu povrchu závitů. Má plný profil závitu a krátké zkosení.
• Strojní závitníky: určené k řezání závitů v jednom průchodu a používají se na CNC nebo automatických podávacích strojích. Mají tužší strukturu a speciální geometrii řezné části.
• Maticové závitníky: určené pro řezání závitů ve slepých otvorech. Mají zkrácenou sací část a speciální tvar stopky.

Vlastnosti technologie čepování

Řezání závitu vyžaduje dodržování určitých technologických nuancí:

• Příprava díry: Průměr díry by měl být o něco menší než vnitřní průměr závitu, aby byl zajištěn potřebný přídavek na řezání. Přesný výpočet průměru otvoru závisí na typu závitu, materiálu obrobku a průměru závitníku.
• Mazání: Použití řezné kapaliny (řezné kapaliny) snižuje tření a opotřebení nástroje a zlepšuje kvalitu povrchu závitů.
• Řezná rychlost: měla by být nižší než při použití frézy, aby se zabránilo zlomení nástroje a zajistila se vysoká kvalita závitů.
• Směr otáčení: závitník se otáčí ve směru hodinových ručiček (pravotočivý závit), při řezání levostranných závitů se používají speciální levotočivé závitníky.
• Vyrovnání: Závitník musí být přísně kolmý k obráběnému povrchu, aby byla zajištěna správná geometrie závitu.

Materiály řezných částí závitníků

Materiály řezných částí závitníků ovlivňují životnost nástroje a kvalitu zpracování:

• Vysokorychlostní ocel (HSS): Univerzální materiál pro závitníky používaný pro obrábění většiny materiálů (ocel, litina, neželezné kovy).
• Tvrdé slitiny (VK8, T15K6): poskytují zvýšenou odolnost proti opotřebení a umožňují zpracování vysokopevnostních a žáruvzdorných ocelí.
• Povlaky: Povlaky z nitridu titanu (TiN) nebo karbonitridu titanu (TiCN) zvyšují odolnost závitníku proti opotřebení a zlepšují kvalitu řezu.

Závitování je technologicky složitý proces, který vyžaduje zkušenosti a smysl pro detail. Správný výběr závitníku, příprava otvoru a dodržení řezných podmínek umožňuje získat vysoce kvalitní a přesné vnitřní závity zajišťující spolehlivost a trvanlivost závitových spojů.

Řezání závitů: vnější přesnost

Zápustka je nástroj pro řezání vnějších závitů na válcových obrobcích (šrouby, svorníky, šrouby). Jedná se o kroužek s vnitřním závitem a drážkami pro odvod třísek. Proces řezání závitů matricí spočívá v postupném šroubování nástroje na obrobek, přičemž řezné hrany matrice řežou kov a tvoří spirálovou drážku.

Vlastnosti závitu: přesnost na vnější straně

Při řezání závitu matricí je důležité vzít v úvahu stejné vlastnosti jako při použití frézy a závitníku:

• Průměr: Určuje velikost obrobku a vnější průměr závitu.
• Stoupání: vzdálenost mezi sousedními závity ovlivňuje pevnost a přesnost spoje.
• Profil: tvar průřezu závitu (metrický, palcový, lichoběžníkový atd.), určuje účel a vlastnosti závitového spoje.

Typy závitových matric

Formy se liší designem a účelem:

• Kruhové matrice: Nejběžnější typ, používaný pro řezání závitů ručně nebo na strojích. Mají několik řezných otvorů (obvykle 3-4) a drážky pro odvod třísek.
• Dělené (pružinové) matrice: umožňují upravit průměr řezaného závitu v malých mezích. Po obvodu mají výřez, který umožňuje měnit průměr raznice pomocí šroubu.
• Zápustky pro vnitřní otvory: Používají se k řezání závitů na dlouhých obrobcích nebo trubkách. Jsou nasazeny na obrobek a poté zajištěny v držáku matrice.
• Strojní matrice: určené pro řezání závitů na obráběcích strojích. Mají tužší strukturu a speciální geometrii řezné části.
• Maticové matrice: určené pro řezání závitů na maticích. Mají speciální tvar a rozměry odpovídající velikosti ořechů.

Vlastnosti technologie řezání závitů

Řezání závitů pomocí matrice vyžaduje dodržování určitých technologických nuancí:

• Příprava obrobku: průměr obrobku musí být menší než vnější průměr závitu o hodnotu tolerance. Na konci obrobku je odstraněno zkosení, které usnadňuje vkládání matrice a zabraňuje rozdrcení prvních závitů závitu.
• Mazání: Použití řezné kapaliny (řezné kapaliny) snižuje tření a opotřebení nástroje a zlepšuje kvalitu povrchu závitů.
• Rychlost řezání: měla by být nižší než při použití frézy, aby bylo zajištěno hladké řezání a zabránilo se zlomení nástroje.
• Směr otáčení: matrice se otáčí ve směru hodinových ručiček (pravotočivý závit), při řezání levostranných závitů se používají speciální levotočivé matrice.
• Vyrovnání: Zápustka musí být přísně kolmá k obráběnému povrchu, aby byla zajištěna správná geometrie závitu.

Materiály řezných částí zápustek

Materiály řezných částí zápustek ovlivňují životnost nástroje a kvalitu zpracování:

• Vysokorychlostní ocel (HSS): Univerzální materiál matrice používaný pro obrábění většiny materiálů (ocel, litina, neželezné kovy).
• Tvrdé slitiny (VK8, T15K6): poskytují zvýšenou odolnost proti opotřebení a umožňují zpracování vysokopevnostních a žáruvzdorných ocelí.
• Povlaky: Povlaky z nitridu titanu (TiN) nebo karbonitridu titanu (TiCN) zvyšují odolnost proti opotřebení matrice a zlepšují kvalitu povrchové úpravy.

Závitování v matrici je technologicky složitý proces, který vyžaduje zkušenosti a pozornost k detailu. Správná volba matric, příprava obrobku a dodržení řezných podmínek umožňuje získat vysoce kvalitní a přesné vnější závity, zajišťující spolehlivost a životnost závitových spojů.

Řezání závitů závitořeznou hlavou

Závitořezné hlavy jsou specializovaná zařízení určená pro řezání závitů jakéhokoli typu s vysokou přesností a produktivitou. Na rozdíl od fréz a závitníků jsou závitové hlavy vybaveny několika řeznými prvky – hřebeny, které umožňují rychlejší a efektivnější řezání závitů.

Popis procesu

Proces řezání závitů závitořeznou hlavou spočívá v postupném průchodu matric podél povrchu obrobku (u vnějších závitů) nebo uvnitř otvoru (u vnitřních závitů), odříznutí kovu a vytvoření spirálové drážky. Matrice v hlavě jsou uspořádány sekvenčně, každá z nich odstraňuje malou vrstvu kovu a postupně vytváří úplný profil závitu.

Vlastnosti závitu

Závitové hlavy umožňují řezání závitů s různými vlastnostmi:

• Průměr: malý i velký průměr závitu.
• Stoupání: Různé stoupání závitu, včetně jemných a hrubých stoupání.
• Profil: různé profily závitů (metrický, palcový, lichoběžníkový atd.).
• Směr: pravý i levý závit.

Typy závitořezných hlav

Závitořezné hlavy se liší provedením a typem řezu závitu:

• Vnější závitové objímky: vybavené radiálními, kulatými nebo tangenciálními matricemi.
• Hlavy pro vnitřní závity: opatřeny prizmatickými matricemi s náběhovým kuželem.

Vlastnosti technologie řezání závitů závitořeznou hlavou

Technologie řezání závitů závitořeznou hlavou má řadu funkcí:

• Automatická rozbíhavost zápustek: při zpětném zdvihu se zápustky automaticky rozbíhají, což eliminuje poškození vyřezávaných závitů a zvyšuje životnost nástroje.
• Vysoká produktivita: díky více břitům a možnosti automatického posuvu hlavy je řezání závitu mnohem rychlejší než s frézou nebo závitníkem.
• Přesnost a kvalita: speciální konstrukce a geometrie závitníků zajišťují vysokou přesnost a kvalitu řezaného závitu.

Hřebenové materiály

Materiály matric v závitových hlavách ovlivňují životnost a odolnost nástroje:

• High Speed ​​​​Steel (HSS): univerzální materiál pro zápustky používané pro obrábění většiny materiálů (ocel, litina, neželezné kovy).
• Tvrdé slitiny (VK8, T15K6): poskytují zvýšenou odolnost proti opotřebení a umožňují zpracování vysokopevnostních a žáruvzdorných ocelí.
• Povlaky: Povlaky z nitridu titanu (TiN) nebo karbonitridu titanu (TiCN) zvyšují odolnost matric proti opotřebení a zlepšují kvalitu konečné úpravy.

Závitování závitořeznou hlavou je profesionální přístup k vytváření závitových spojů, který poskytuje vysokou přesnost, produktivitu a kvalitu. Správná volba hlavy a dodržování technologických nuancí umožňují efektivně řešit problémy řezání závitů jakéhokoli typu a složitosti.

Další technologie

Válcování závitů je technologie tváření závitů deformováním povrchu obrobku speciálními válečky. Vroubkování zajišťuje vysokou produktivitu a kvalitu závitu.

Závěr

Řezání závitů na soustruhu je složitý proces, který vyžaduje znalosti a zkušenosti. Volba nástroje a technologie řezání závitů závisí na typu závitu, materiálu obrobku, požadované přesnosti a produktivitě.