Nacinanie gwintów

Gwint to śrubowe nacięcie wykonane na powierzchni walcowej lub stożkowej. Mamy gwinty zewnętrzne lub wewnętrzne. Gwinty wewnętrzny i zewnętrzny są komplementarne, czyli mają tak dobrany kształt, że pasują do siebie i można je nakręcać wzajemnie. Mamy wiele odmian gwintów, najważniejsze zostały znormalizowane.

Do podstawowych funkcji gwintu należy zaliczyć: tworzenie mechanicznych połączeń, występowanie przełożenia siłowego, zmianę ruchu obrotowego na ruch postępowy.

Aby wytworzyć gwint należy element wyjściowy poddać procesowi gwintowania. Można je wykonać wieloma różnymi metodami. Jednym z podstawowych sposobów jest obróbka skrawaniem, określana również jako nacinanie gwintów.

Gwintowanie dzieli się na dwa rodzaje: gwintowanie zewnętrzne, które polega na wykonaniu gwintu na powierzchni zewnętrznej pręta oraz gwintowanie wewnętrzne, czyli wykonanie charakterystycznej, spiralnej struktury na powierzchni wewnętrznej otworu.

Proces nacinania gwintu może być prowadzony mechanicznie oraz ręcznie. Metoda ręczna jest mało wydajna, wobec czego gwintowanie mechaniczne jest najczęstszą metodą wytwarzania gwintów w przemyśle.

Nacinanie gwintów zewnętrznych

Gwinty zewnętrzne najczęściej wykonywane są na powierzchni wałka.

Ręczne metody nacinania gwintu zewnętrznego

Do mniejszej średnicy gwintu stosuje się narzynki, większe (np. rury) gwintuje się gwintownicami ręcznymi.

Przebieg nacinania gwintu za pomocą narzynki

Do wycinania zewnętrznych gwintów służą narzynki ślusarskie dopasowane do średnicy pręta. Najczęściej stosowane są narzynki okrągłe, osadzane w specjalnych oprawkach (pokrętłach).

Oprócz  narzynek okrągłych stosowane są narzynki kwadratowe i sześcioboczne. Dwa ostatnie rodzaje są stosowane głównie w pracach remontowych, w trudno dostępnych miejscach. Obroty narzynek wykonuje się wówczas przy pomocy kluczy do nakrętek.

Stosowane są również narzynki dzielone, składające się z dwóch rozsuwanych części. Mają one możliwość głębszego lub płytszego nacinania, gdy zachodzi konieczność dopasowania gwintu do bardzo wyrobionej nakrętki. Ten rodzaj narzynek stosowany jest również w pracach remontowych, w typowym ślusarstwie użytkowym stosuje się narzynki niedzielone, okrągłe.

Po założeniu narzynki na sworzeń należy wykonać obrót w prawo, wywierając lekki nacisk osiowy, aż do momentu, gdy zacznie powstawać bruzda i narzynka będzie prowadzona samoczynnie. Ruch roboczy wykonuje się ręcznie poprzez ruch obrotowy pokrętła z zamocowaną w nim narzynką. Podczas tej czynności ostrza narzynki nacinają obrabiany gwint. W czasie gwintowania należy obowiązkowo co kilka obrotów obracać pokrętło w odwrotnym kierunku o pół obrotu, w celu odłamania i usunięcia wiórów powstających przy gwintowaniu. Wióry mogą zakleszczać się w ostrzach i spowodować zniszczenie nacinanego gwintu. Po nacięciu na sworzniu gwintu, na wymaganą długość narzynkę należy odkręcić z gwintu.

Nacięcie gwintów zewnętrznych gwintownicami ręcznymi

Do nacinania gwintów zewnętrznych o dużych średnicach używa się gwintownic. Najpowszechniej ten rodzaj narzędzia stosuje się do gwintowania rur. Typowa gwintownica ręczna składa się z pokrętła oraz wymiennej głowicy gwintującej, o rozmiarze dopasowanym do danego gwintu. Pokrętła posiadają sprzęgła zapadkowe, które umożliwiają obrót roboczy tylko w jednym kierunku. Obracanie pokrętłem w wstecz nie powoduje obrotu głowicy. Kierunek obrotu roboczego może być zmieniany poprzez odpowiednie ustawienie zatrzasku.

Technika gwintowania przy pomocy gwintownicy nie wymaga ruchu pomocniczego wstecz, w celu oddzielenia wiórów, lecz w przypadku twardego materiału rury lub stępionych ostrzy ta technika jest również stosowana. Po zakończeniu nacinania gwintu ustawia się zatrzask na ruch w drugą stronę i odkręca głowicę z naciętego gwintu.

Mechaniczne nacinanie gwintów zewnętrznych

Maszynowe wytwarzanie gwintu może być realizowane za pomocą dedykowanych mechanicznych gwintownic, a także na typowych obrabiarkach jak tokarki i frezarki.

Gwintownice mechaniczne

Działają podobnie do gwintownic ręcznych. Ruch obrotowy wykonuje głowica gwintująca dobrana tak, by nacięta została odpowiednia średnica gwintu. Różnica polega jedynie na zastosowaniu napędu elektrycznego, rzadziej pneumatycznego do obracania głowicy. Gwintownice mogą być przenośne ręczne lub stacjonarne przemysłowe wyposażone w dodatkowy osprzęt do obróbki seryjnej.

Toczenie gwintów

Operację gwintowania na tokarce można wykonać przez gwintowanie narzynką oraz toczenie nożem tokarskim. Narzynka stosowana jest do wykonywania gwintów o małej średnicy, zwykle do około M20 w jednostkowej produkcji.

Gwintowanie nożem stosuje się w produkcji seryjnej, gdy dokładność i gładkość powierzchni gwintu ma być większa. Także gwinty o większych średnicach lub dużych skokach są nacinane nożem. Toczyć gwinty można za pomocą noża tokarskiego kształtowego, którego zarys odpowiada zarysowi toczonego gwintu. Stosuje się noże tokarskie składane i monolityczne mające ostrze dopasowane do odpowiedniego materiału: stali, stali nierdzewnej, żeliwa itp.

Noże do gwintowania mocuje się na tokarce w imaku nożowym. Podczas toczenia gwintu obroty śruby pociągowej powinny być tak dobrane, aby jednemu obrotowi przedmiotu odpowiadało przesunięcie suportu o wartość skoku gwintu. Wartość skoku dobraną do obrotów wrzeciona uzyskuje się w tokarkach konwencjonalnych przez założenie odpowiednich kół zmianowych na gitarze lub przez nastawę w skrzynce posuwów, a w tokarkach cnc przez wybranie odpowiedniego programu. Uzyskanie pełnego zarysu gwintu uzyskuje się dopiero po kilku przejściach noża. Gwint obrabia się zwykle zgrubnie i wykańczająco. Należy pamiętać o zastosowaniu odpowiedniego chłodzenia gwintu.

Frezowanie zewnętrznych gwintów

Frezowanie gwintów jest metodą którą stosuje się w przypadku przedmiotów nieobrotowych. Mamy również możliwość frezowania gwintu narzędziami o dużym wysięgu ze względu na mniejsze siły skrawania. Podczas frezowania gwintu, narzędzie obrotowe porusza się dodatkowo po linii śrubowej kształtując odpowiedni skok gwintu. Ze względu na dość skomplikowany ruch posuwowy taki sposób wykonania gwintu jest realizowany wyłącznie na obrabiarkach CNC lub frezarkach obwiedniowych. Do frezowania gwintów stosuje się frezy składane lub pełnowęglikowe. Używa się frezów jedno- lub wielo-ostrzowych.

Nacinanie gwintów wewnętrznych

Gwintowanie wewnętrzne czyli inaczej gwintowanie otworów, polega na nacięciu powierzchni otworu tak by uzyskać gwint o odpowiednim profilu.

Ręczne gwintowanie otworów

Do wykonywania wewnętrznych gwintów w otworach służą gwintowniki ślusarskie. Zwykle do wykonania gwintu używa się kolejno kompletu trzech gwintowników. Gwintowniki oznakowane są na obwodzie części chwytnej kreskami: jedną kreską - zdzierak; dwiema - pośredni; bez kresek - wykańczak.

Po zamocowaniu przedmiotu w imadle w otwór wkłada się gwintownik z oznaczeniem nr 1 i sprawdza kątownikiem prostopadłość położenia gwintownika względem powierzchni przedmiotu. Następnie obracamy gwintownikiem a po wykonaniu każdego pełnego obrotu w prawo należy cofnąć gwintownik o pół obrotu w lewo. Kontynuujemy tak aż do nacięcia całego gwintu. Następnie używamy kolejnych gwintowników z kompletu by uzyskać prawidłowość zarysu gwintu. Co pewien czas gwintownik należy wykręcać w celu oczyszczenia otworu i rowków gwintownika z wiórów oraz smarowania.

Gwintowanie mechaniczne otworów

Technika nacinania jest uzależniona od średnicy otworu. W przypadku małego otworu używa się gwintowników mechanicznych montowanych w wiertarce lub specjalnym ramieniu gwintującym, w przypadku gwintowania dużego otworu stosowane jest toczenie i frezowanie.

Gwintowanie wiertarką i ramieniem gwintującym za pomocą gwintownika

Wykonywane jest za pomocą specjalnych gwintowników maszynowych mocowanych w standardowych warsztatowych wiertarkach, zarówno stacjonarnych jak i ręcznych. Otwory nieprzelotowe gwintuje się gwintownikami maszynowymi, stosując specjalny mechanizm umożliwiający zatrzymanie gwintownika by uniknąć zniszczenia gwintu.

Stosowane są również dedykowane ramiona gwintujące. Proces skrawania metalu przy użyciu zautomatyzowanego ramienia pozwala na użycie dużych prędkości, dzięki czemu szybko jesteśmy w stanie osiągnąć nacięty gwint. Operator może nim swobodnie manipulować bez większego wysiłku i ustawić narzędzie w optymalnej pozycji po obu stronach. Maszyna kontroluje głębokość wykonywanego otworu i liczbę obrotów, co znacznie redukuje ryzyko błędu. Maszyna może być napędzana silnikiem elektrycznym lub pneumatycznym.

Toczenie wewnętrznych gwintów

Skrawanie wewnętrznych gwintów jest trudniejsze niż zewnętrznych, ponieważ utrudnione jest skuteczne odprowadzanie wióra, a narzędzia często muszą być dłuższe i bardziej smukłe.

Odprowadzanie wióra ułatwia zastosowanie narzędzi lewych do gwintów prawych i odwrotnie, szczególnie przy obrabianych otworach nieprzelotowych. Jednocześnie jednak wzrasta ryzyko przemieszczeń płytki w gnieździe oprawki. Należy zawsze stosować zmodyfikowany boczny dosuw wgłębny i odpowiednią liczbę przejść i właściwą głębokość gwintowania.

Jeśli ze względu na konieczność dotarcia do miejsc trudno dostępnych niezbędne jest zastosowanie długiego narzędzia, by ograniczyć występowanie drgań należy stosować narzędzia węglikowe lub narzędzia z tłumikami drgań.

Frezowanie gwintu wewnętrznego

Gwint jest wykonywany przez obracające się narzędzie i jego ruch pogłębiający. Skok gwintu powstaje dzięki ruchowi bocznemu w trakcie obrotu. W zależności od wielkości gwintu wykonuje się frezowanie jednopunktowe lub wielopunktowe. W tym ostatnim cały zarys gwintu jest nacinany częścią walcową frezu w czasie jednego pełnego przejścia po obwodzie otworu. W frezowaniu jednopunktowym narzędzie żłobi równomiernie jeden rowek.

Pomimo tego, że frezowanie gwintów nie jest stosowane tak często jak toczenie, może ono w niektórych zastosowaniach zapewnić uzyskanie wysokiej produktywności.

Metody sprawdzania gwintu

Po wykonaniu gwintu duże znaczenie ma kontrola jego jakości. Gwint niepełny nie zapewni nam prawidłowej funkcjonalności.

Do sprawdzenia zewnętrznych gwintów używa się wzorników. Po przyłożeniu wzornika do gwintu obserwuje się pod światło prześwit między wzornikiem a zarysem gwintu.

Do sprawdzania gwintów wewnętrznych używa się sprawdzianów. Sprawdzian jednograniczny ma z jednej strony część walcową do sprawdzania średnicy otworu, a z drugiej część gwintowaną do kontroli gwintu. Sprawdzian dwugraniczny ma część przechodnią oraz część nieprzechodnią. Strona przechodnia powinna wkręcać się łatwo, natomiast nieprzechodnia powinna dać się wkręcić się tylko na głębokość 2–3 zwojów.

Usługi nacinania gwintów

Usługodawcy z całej Polski oferują gwintowanie: głowicami, narzynkami, głowicami, na tokarce, elektronarzędziami, wiertarkami, gwinciarkami. W serwisie MetalTop.pl wyszukasz ich oferty sortując je wg: parametrów technicznych, dogodnej lokalizacji i terminu.