Gwintowanie
Gwintowanie to proces kształtowania wnętrza otworu tak, aby powstał gwint wewnętrzny lub aby na powierzchni walcowego przedmiotu wytworzyć gwint zewnętrzny.
Gwinty to śrubowe nacięcia na powierzchni walcowej lub stożkowej, zewnętrznej lub wewnętrznej. Komplementarne gwinty wewnętrzny i zewnętrzny mają tak dobrany kształt, że pasują do siebie. Obrót elementu z gwintem zewnętrznym powoduje przesuwanie się tego elementu względem elementu z gwintem wewnętrznym.
Do podstawowych funkcji gwintu zaliczamy przede wszystkim: tworzenie mechanicznych połączeń (śruby, wkręty), występowanie przełożenia siłowego (podnośniki śrubowe), zmianę ruchu obrotowego na ruch postępowy (przekładnie, siłowniki, podnośniki).
W technice stosuje się wiele rodzajów gwintów o różnych zarysach i podziałkach. Do najpopularniejszych można zaliczyć gwinty metryczne i calowe.
Metody wytwarzania gwintów
Kształtowanie gwintów zewnętrznych i wewnętrznych może być przeprowadzone za pomocą obróbki skrawaniem lub metodą obróbki plastycznej.
Gwintowanie otworów z wykorzystaniem metod obróbki skrawaniem
Polega na usuwaniu nadmiaru materiału w postaci wióra, za pomocą odpowiednich narzędzi skrawających. Może być przeprowadzane ręcznie lub mechanicznie przy użyciu obrabiarek.
Gwintowanie ręczne
Do ręcznych ślusarskich metod wykonywania gwintów zalicza się wszystkie sposoby gwintowania ręcznego. Do wykonywania gwintowania ręcznego zewnętrznych i wewnętrznych gwintów używa się różnych narzędzi.
Zewnętrzne gwintowanie ręczne - Metody na gwintowanie prętów i rur
Gwintowanie ręczne narzynkami
Nacinanie zewnętrznych gwintów odbywa się za pomocą specjalnych narzynek ślusarskich. Średnica gwintu powinna być dopasowana do średnicy pręta.
Najczęściej stosowane są narzynki okrągłe, osadzane w specjalnych oprawkach.
Oprócz narzynek okrągłych w niektórych branżach są stosowane narzynki kwadratowe i sześcioboczne. Te dwa rodzaje są stosowane głównie w pracach remontowych, w trudno dostępnych miejscach, gdzie nie można stosować pokręteł. Obroty narzynek wykonuje się wówczas przy pomocy kluczy do nakrętek.
Narzynki mogą być również dzielone, składające się z dwóch rozsuwanych części. Mają one możliwość głębszego lub płytszego nacinania gwintu. Ten rodzaj narzynek stosowany jest również w pracach remontowych, gdy zachodzi konieczność dopasowania gwintu do bardzo wyrobionej nakrętki. Jednak w typowym ślusarstwie użytkowym, stosuje się przede wszystkim narzynki okrągłe, niedzielone.
Ruch roboczy wykonuje się ręcznie poprzez obracanie pokrętła z zamocowaną w nim narzynką, wykonując pokrętłem ruch obrotowy roboczy. Nacinanie gwintu przy pomocy narzynki polega na nakręcaniu jej na pręt. Podczas tej czynności ostrza narzynki nacinają obrabiany gwint. W czasie gwintowania należy obowiązkowo co kilka obrotów obracać pokrętło w odwrotnym kierunku, w celu odłamania i usunięcia wiórów powstających przy gwintowaniu. Wióry mogą zakleszczyć się w ostrzach i spowodować zniszczenie nacinanego gwintu, Po nacięciu gwintu na wymaganą długość narzynkę należy odkręcić z gwintu.
Gwintowanie przy pomocy gwintownic ręcznych
Do nacinania gwintów o większych średnicach zewnętrznych używa się gwintownic. Ten rodzaj narzędzia najpowszechniej jest stosowany do gwintowania rur. Typowa gwintownica składa się z pokrętła oraz wymiennej głowicy gwintującej, która ma wymagany rozmiar głowicy dopasowany do średnicy rury. Pokrętła posiadają sprzęgła zapadkowe, które umożliwiają obrót roboczy tylko w jednym kierunku, nacisk do dołu wywołuje ruch prawoskrętny głowicy.
Obracanie pokrętłem w drugą stronę nie powoduje obrotu głowicy. Kierunek obrotu roboczego może być zmieniany poprzez odpowiednie ustawienie zatrzasku. Technika nacinania przy pomocy gwintownicy gwintu rurowego nie wymaga ruchu pomocniczego 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 obrotowy lewostronny i odkręca głowicę z naciętego gwintu.
Ręczne gwintowanie otworów gwintownikami
Do gwintowania ręcznego gwintów wewnętrznych w otworach służą gwintowniki ślusarskie. W pracach ślusarskich najpowszechniej stosowane są gwintowniki walcowe do gwintów metrycznych. Gwintowniki oznakowane są na obwodzie części chwytnej kreskami: jedną kreską - zdzierak; dwiema - pośredni; bez kresek - wykańczaki.
Technika gwintowania jest taka sama jak w przypadku narzynek. Należy tylko pamiętać o prawidłowej kolejności gwintowania poszczególnymi gwintownikami z kompletu.
Gwintowanie wewnętrzne jest poprzedzone przez wywiercenie otworu o odpowiedniej głębokości. Dobór właściwego rozmiaru wiertła do gwintu opisany jest w poradnikach technicznych.
Gwintowanie mechaniczne
To gwintowanie jest stosowane do gwintowania otworów i zewnętrznych gwintów o dużych średnicach, w twardych materiałach. Mechaniczne gwintowanie stosowane jest także w produkcji seryjnej i masowej. Obróbka gwintów może być realizowana za pomocą elektronarzędzi lub większości stosowanych w przemyśle obrabiarek.
Gwintowanie otworów przy użyciu elektronarzędzi
Gwintowanie otworów
Realizowane jest za pomocą specjalnych gwintowników maszynowych mocowanych w standardowych wiertarkach, zarówno stacjonarnych jak i ręcznych. Otwory nieprzelotowe gwintuje się gwintownikami maszynowymi z zastosowaniem specjalnego uchwytu samowyłączającego, 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 pożądany zarys. Operator może nim swobodnie manipulować bez większego wysiłku i ustawić narzędzie w optymalnej pozycji. Maszyna sama kontroluje głębokość wykonywanego otworu i liczbę potrzebnych do wykonania obrotów, co znacznie redukuje ryzyko błędu. Maszyna może być napędzana silnikiem elektrycznym lub pneumatycznym.
Nacinanie gwintu zewnętrznego
Gwintownice mechaniczne działają podobnie do gwintownic ręcznych. Ruch obrotowy wykonuje głowica gwinciarska dobrana tak, by nacięta została odpowiednia średnica gwintu. Różnica polega jedynie na zastosowaniu napędu elektrycznego, rzadziej pneumatycznego do głowicy. Gwintownice mogą być przenośne lub stacjonarne.
Gwintowanie maszynowe
Gwintowanie maszynowe polega na użyciu szeroko stosowanych w przemyśle obrabiarek takich jak tokarki, frezarki, wiertarki i wiertarko-frezarki, szlifierki itp. Stosowane są maszyny konwencjonalne i maszyny ze sterowaniem CNC. Każdy zakład obróbki skrawaniem ma w swojej ofercie wykonanie zewnętrznych i wewnętrznych gwintów przelotowych lub nieprzelotowych.
Gwintowanie otworów na tokarkach
Gwintowanie otworów na tokarce przeprowadza się zwykle na dwa podstawowe sposoby: gwintowanie narzędziami samonaprowadzającymi: narzynką lub gwintownikiem, oraz nacinanie gwintów nożem tokarskim. Narzynki i gwintowniki proste stosowane są do wykonywania gwintów o małych średnicach, zwykle do około M20.
Gwintowanie otworów nożem stosuje się, gdy dokładność i gładkość powierzchni gwintu ma być większa. Gwinty o większych średnicach lub dużych skokach są nacinane nożem na tokarce. Toczenie gwintów wewnętrznych i zewnętrznych przeprowadza się nożami kształtowymi, których zarys odpowiada zarysowi toczonego gwintu.
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 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. Gwint obrabia się zwykle zgrubnie i wykańczająco. Uzyskanie pełnego zarysu gwintu uzyskuje się dopiero po kilku przejściach noża.
Frezowanie gwintów
Frezowanie gwintów jest procesem, który stosuje się w przypadku przedmiotów nieobrotowych. Mniejsze siły skrawania dają nam możliwość frezowania gwintu narzędziami o dużym wysięgu. Podczas frezowania gwintu, narzędzie obrotowe porusza się z interpolacją śrubową. Podziałka gwintu jest nacinana częścią walcową frezu w czasie jednego pełnego przejścia po obwodzie gwintu. Cechą charakterystyczną frezowania gwintu jest dość skomplikowany ruch posuwowy. Jeżeli nie jest on odpowiedni, można doprowadzić do rozszerzenia gwintu i jego zniszczenia. Dlatego też taki sposób wykonania gwintów jest realizowany wyłącznie na obrabiarkach CNC. Do frezowania gwintów stosuje się frezy składane lub pełnowęglikowe. Stosując odpowiednie narzędzia, można przeprowadzić gwintowanie otworów, a także frezowanie zewnętrznych gwintów.
Szlifowanie gwintów
Szlifowanie gwintów jest stosowane najczęściej jako operacja wykańczająca w celu uzyskania gwintu o bardzo dobrych wymiarach i chropowatości. Czasem stosuje się ją do wykonywania gwintów o małych średnicach w pełnym materiale, gdy nie można zastosować innych metod np. gdy materiał jest bardzo twardy.
Wyróżnia się trzy podstawowe metody szlifowania gwintów:
wzdłużne ściernicą o pojedynczym profilu,
wzdłużne wielokrotną ściernicą,
przez wcinanie.
Gwintowanie otworów z wykorzystaniem metod obróbki plastycznej
Gwinty można wykonywać także metodami obróbki plastycznej, bezwiórowej.
Wygniatanie wewnętrznych gwintów
Wygniatanie to proces kształtowania otworu tak by powstał zarys gwintu za pomocą wygniataka. Wygniatanie jest obróbką bezwiórową, struktura włókien materiału nie zostaje przerwana. Gwintowanie otworów następuje poprzez odkształcenie plastyczne materiału obrabianego. Profil gwintu kształtuje się przez wciśnięcie części wygniatającej w materiał, co powoduje jego płynięcie, a następnie odkształcenie. W wygniataniu bardzo ważną rolę pełni smarowanie. W przypadku wykonywania głębokich gwintów zaleca się stosowanie wygniataków z rowkami smarowymi. Im większa ilość cieczy chłodząco-smarującej, tym dłuższy jest okres trwałości narzędzia.
Gwintowanie otworów o większej średnicy wygniatakiem może być wykonywane w sposób planetarny. Wykonywanie gwintu wewnętrznego w gwintowanym otworze odbywa się poprzez nacisk wygniataka na ściankę otworu w trakcie planetarnego ruchu wygniataka. Krawędzie formujące wygniataka wgniatają się ruchem śrubowym w obrabianym przedmiocie , kształtując stopniowo zwoje gwintu aż do pełnego uformowania.
Walcowanie zewnętrznych gwintów
Obróbka gwintów metodą walcowania polega na trwałym plastycznym odkształceniu materiału przez odwzorowanie zarysu narzędzia. Po walcowaniu materiał zwojów gwintu jest umocniony.
Walcowanie wgłębne oraz przelotowe
W procesie walcowania wgłębnego walce są napędzane i obracają się w tym samym kierunku. Element obrabiany spoczywa na podtrzymce i pod działaniem sił tarcia wykonuje ruch obrotowy. Jeden z walców wykonuje ruch w kierunku prostopadłym do osi śruby - posuw wgłębny. Walcowanie przelotowe stosuje się do walcowania prętów o dużych długościach lub gwintów przelotowych.
Walcowanie ze stycznym posuwem
W tym przypadku dwa walce o różnych średnicach mają różne prędkości obwodowe. Pierwszy walec zapewnia chwyt, drugi walcuje gwint na całym obwodzie. Podawanie półwyrobu odbywa się automatycznie w kierunku stycznym.
Walcowanie wielokrotne
Metoda jest kombinacją walcowania poprzecznego i przelotowego. W tym przypadku oprócz walców napędzany jest także obrabiany przedmiot . Ruch walców jest powiązany z ruchem przedmiotu za pomocą przekładni o odpowiednim przełożeniu. Równomierny posuw osiowy przedmiotu uzyskuje się przez wprowadzenie go w ruch obrotowy.
Walcowanie za pomocą szczęk płaskich
Narzędzia w formie płaskich szczęk składają się z trzech części: wejściowej, kalibrującej i wyjściowej. Jedna szczęka jest nieruchoma, druga wykonuje ruch posuwisto-zwrotny.
Walcowanie za pomocą walców segmentowych
Metoda jest stosowana na walcarkach automatycznych, zapewnia wysoką wydajność ze względu na brak ruchów jałowych. Narzędzie powstaje poprzez nawinięcie na powierzchnię walca profilu szczęki płaskiej. Walec segmentowy posiada na części obwodu zmienny promień krzywizny. Niestety koszty wykonania takich narzędzi są bardzo wysokie.
Walcowanie planetarne
Walcowanie odbywa się pomiędzy segmentem wklęsłym (nieruchomym) oraz segmentem wypukłym (napędzanym). Obrabiany przedmiot wykonuje ruch planetarny pod działaniem sił tarcia.
Gwintowanie otworów - oferta Metal Top
Zapraszamy do skorzystania z usług firm w Metal Top. Szukasz usługi gwintowania ? Znajdziesz sprawdzonych usługodawców w Systemowym Parku Technologicznym MetalTop.pl
