Podstawową wiedzę na temat gwintów już mamy opanowaną, przyszedł więc czas na przejście do części praktycznej. W poprzednich wpisach omówiliśmy już rodzaje gwintów oraz ich parametry, wiemy także, jakie jest ogólne znaczenie gwintowania. Czas więc przejść do samego procesu gwintowania – bowiem niejedno ma imię.

Jak wykonujemy gwinty?

Kształtujemy zarówno gwinty zewnętrzne, jak i wewnętrzne – w zależności od potrzeby, odpowiednią metodą, oprócz gwintowania są to także: wygniatanie, toczenie, frezowanie, walcowanie, czy łuszczenie. Warto przyjrzeć się każdej z tych metod bliżej, gdyż każda będzie sprawdzać się najlepiej w zależności od przypadku, z jakim mamy do czynienia.

Gwintowanie

Gwintowanie to najpopularniejsza metoda z użyciem gwintownika. Jej zaletami jest przede wszystkim niski koszt i dobra efektywność. Natomiast trzeba się liczyć z powstawaniem długich wiórów i z tym że narzędzia mogą się łamać na wymagających materiałach (później ciężko je usunąć z obrabianego elementu).

Nacinanie gwintu gwintownikiem to drugi najprostszy (zaraz po narzynce) sposób wykonywania gwintów. Gwintowniki bardzo często stosowane w domowych warsztatach, bo gwintować można nawet ręcznie, przy użyciu np. kompletu gwintowników - wykonuje się gwint w 2-3 przejściach w zależności od danego kompletu. Używając gwintowników, musimy pamiętać, że – uzyskamy przy ich pomocy jedynie gwinty wewnętrzne oraz że nie jest to narzędzie elastyczne.

Co to znaczy? Musimy posiadać gwintownik pod dany gwint. Jednak w porównaniu do innych metod — parametry tak uzyskanych gwintów nie są najlepsze: jakość powierzchni nie jest zbyt dobra. Poza tym trzeba uważać na pękające gwintowniki w materiałach, które są trudne w obróbce. Ale gwintowniki mają też swoje plusy, m.in.: wysoka prędkość obróbki, szeroki zakres zastosowania, stosunkowo niskie koszty narzędzi, czy łatwość w obsłudze.

 

 

Wygniatanie gwintów

Wygniatanie gwintów jest to kolejny sposób wykonania gwintu wewnętrznego. W przeciwieństwie do gwintowania, w którym dochodzi do obróbki skrawaniem, wygniatanie to obróbka bezwiórowa. Podczas wygniatania struktura włókien materiału nie zostaje przerwana, a gwint powstaje poprzez odkształcenie plastyczne materiału obrabianego. Metodę tą stosujemy raczej w miękkich materiałach.

Profil gwintu stopniowo wcina się przez nacięcie części wygniatającej w materiał, a to powoduje jego płynięcie i następnie odkształcenie. Wygniatanie gwintów ma sporo zalet, m.in.: uzyskujemy bardzo dobrą jakość powierzchni, która jest dodatkowo umocniona przez gniot; możemy wykonać gwinty o dużej głębokości; odpada nam problem z usuwaniem wiórów. Narzędzia są proste w obsłudze i trwałe.

Co warto zapamiętać w temacie wygniatania? Gdy zależy nam na głębokich gwintach, zalecane jest stosowanie wygniataków z rowkami smarowymi. – smarowanie jest w tym przypadku bardzo ważne. Im większa ilość cieczy chłodząco-smarującej, tym dłużej narzędzie zachowa okres trwałość.

Jeśli chodzi o wady tej metody – trzeba uważać na wysoki moment obrotowy i małą tolerancję dla wykonania otworów wstępnych. Trzeba mieć też na uwadze, że nie ma tutaj możliwości regeneracji narzędzi i że da się w ten sposób obrabiać tylko materiały odkształcalne plastycznie.

Toczenie gwintów

Gwinty, które uzyskujemy poprzez toczenie to już nieco inna bajka. Wykonujemy je na tokarkach, wtedy są w osi detalu, poprzez odwzorowanie zarysu płytki skrawającej. Wtedy przedmiot, który obrabiamy, realizuje ruch obrotowy, natomiast narzędzie realizuje posuw.

Decydując się na robienie gwintów poprzez toczenie, musimy mieć świadomość ograniczeń, jakie niesie za sobą taki proces. Wartość posuwu zawsze musi być równa skokowi gwintu – dlatego nie będziemy kontrolować wiórów poprzez zmianę posuwu. W pewnych zakresach zmieniamy jedynie prędkość skrawania oraz ilość/głębokość przejść. Jeśli chodzi o przejścia, to tocząc gwinty, musimy pamiętać, że robimy to w wielu przejściach, aby chronić naroże narzędzia przed uszkodzeniem

Poprzez toczenie możemy wykonywać zarówno gwinty zewnętrzne, jak i wewnętrzne, chociaż pamiętajmy, że te drugie to może być wyzwanie (wysięgi narzędzi, kontrola wiórów). Toczenie wewnętrznych nieprzelotowych = długie niekontrolowane wióry – szczególnie gdy obrabiamy ciągliwe materiały. Wióry ubijają się na dnie otworu i doprowadzają do uszkodzeń płytki.

Frezowanie gwintów

Choć najpopularniejszymi sposobami wytwarzania gwintów są nadal gwintowanie i toczenie, coraz częściej spotykamy się z fanami frezowania gwintów. Stało się ono równie powszechne dzięki popularyzacji maszyn CNC.

Gwinty frezujemy poprzez odwzorowanie uzębienia freza w ruchu po spirali. Przede wszystkim niezbędny jest ruch interpolacji śrubowej – czyli ruch narzędzia po spiralnej ścieżce. Narzędzie jednocześnie wykonuje ruch wokół własnej osi (obroty wrzeciona) i ruch spiralny (złożenie ruch okrężnego w osi X, Y oraz równoczesnego ruchu liniowego w osi Z).

Jeśli mamy do czynienia z płytkami wieloostrzowymi — wszystkie ostrza są jednocześnie w materiale, zatem każdy ząb tworzy jeden skok. Na koniec wszystkie skoki łączą się w jeden kompletny gwint i to tylko w jednym przejściu.

Należy pamiętać, że profil frezowanego gwintu nie jest kopią profilu narzędzia (jak w przypadku toczenia gwintów). Wynika to z ruchu narzędzia po spirali, niestety w ten sposób zniekształca się profil — szczególnie przy obróbce gwintów wewnętrznych gdzie skoki są relatywnie duże w stosunku do średnicy (gwinty o dużym kącie wzniosu). Musimy wtedy pamiętać, żeby stosunek średnicy narzędzia skrawającego do średnicy wewnętrznej gwintu był mniejszy niż 70%. Wtedy zniekształcenie profilu jest pomijalne. Powyżej tego stosunku płytki standardowe nie dadzą prawidłowego profilu.

Aby zminimalizować drgania przy wprowadzaniu narzędzia w materiał, dobrze zastosować dojazd styczny po łuku na zredukowanym o 70% posuwem (1/3 posuwu roboczego). Natomiast, aby zachować lepszą żywotność, najlepiej frezować współbieżnie.

Walcowanie

Gwintowanie poprzez walcowanie to także jak w przypadku wgniatania — obróbka plastyczna. Gwint jest formowany pod wpływem dużych sił między dwoma obracającymi się zwijakami. Materiał, który jest walcowany, znajduje się w specjalnych szczękach, które wgniatają się w materiał i formują gwint.

To plastyczna obróbka — materiał się odkształca i przyjmuje formę gwintu. Do zalet walcowania gwintów można zaliczyć dokładność i dobrą wydajność, ale także małe straty materiału (tak jak w przypadku toczenia). Metodę tą można stosować na specjalnych maszynach lub pojedynczymi narzędziami: za pomocą szczęk płaskich, rolkami napędzanymi lub głowicami.

Łuszczenie

Metodę łuszczenia stosujemy, mając do dyspozycji tokarkę. To obróbka wiórowa, która odbywa się za pomocą głowicy z płytkami wieloostrzowymi. Głowicę ustawiamy pod kątem wzniosu gwintu i musi się obracać się z dużą prędkością. Wrzeciono tokarki z detalem obrabianym obraca się powoli w tym samym kierunku.

 

 

Tolerancje gwintów

Jedną z najważniejszych rzeczy, które trzeba zapamiętać w temacie gwintowania to, że gwinty wykonujemy w odpowiednich tolerancjach. Tolerancja wykonania – to oznaczenia klas tolerancji. W ten sposób określa się odchyłek wymiarowych w procesie produkcyjnym, aby zapewnić prawidłowe dopasowanie elementów współpracujących. Jak już ustaliliśmy w pierwszym wpisie z serii o gwintowaniu – mamy 2 główne rodzaje gwintów (jeśli chodzi o wymiary):

• Gwint metryczny — przykład 6H lub 4g: cyfra oznacza klasę tolerancji, a litera położenie (mała gwint zewnętrzny, duża gwint wewnętrzny).
• Gwinty calowe – przykład 2A lub 2B: cyfra oznacza klasę tolerancji, a litera położenie (A gwint zewnętrzny, B gwint wewnętrzny.

W większości przedsiębiorstw produkcyjnych, pomiarów dokonuje się za pomocą szlifowanych na wymiar sprawdzianów przechodnich i nieprzechodnich.

 

W poprzednich częściach skupiliśmy się na rodzajach gwintów oraz parametrach gwintów.