Нарезание резьбы на станках с ЧПУ: сравнение методов

Обработка резьбовых поверхностей — неотъемлемая часть процесса производства деталей механизмов и машин. Современные станки с ЧПУ, такие как Квант MG-1, позволяют эффективно нарезать резьбу двумя способами: метчиком или фрезерованием. Рассмотрим характерные особенности, преимущества и недостатки каждого метода, обсудим сферы их применения и приведем практический опыт специалистов.

Нарезание резьбы метчиком

Метчик — привычный инструмент для создания внутренней резьбы. Однако не все станки с ЧПУ способны нарезать резьбу «жестким» способом. Для этого требуется безупречная синхронизация поступательного перемещения по оси Z с вращением шпинделя. Последовательность жесткого нарезания резьбы метчиком:

1. Метчик устанавливается в цанговый патрон.
2. Шпиндель вращает метчик, а ось Z перемещается с шагом, соответствующим шагу резьбы. За счет точной интерполяции движений резьба формируется за один проход.
3. Когда требуемая глубина достигнута, метчик выводится из отверстия вращением в обратном направлении.

Резьба может быть нарезана метчиком и в «нежестком» режиме с применением компенсирующего патрона. Его конструкция допускает растяжение и сжатие, сглаживая небольшие неточности подачи. Этот метод подходит для работы с мягкими, вязкими или труднообрабатываемыми материалами, где требуется компенсировать колебания подачи. Плюсы нарезания резьбы метчиком:

• Высокая скорость обработки. Резьба формируется за один проход, время обработки — около 5 секунд.
• Точность резьбы. Новый метчик обеспечивает соответствие профиля и размера резьбы допуску.
• Простота создания программы. Цикл нарезания резьбы метчиком обычно входит в стандартные функции ЧПУ.

Минусы метода:

• Ограниченный диапазон размеров резьбы. Метчики предназначены для нарезания резьбы определенного диаметра и шага, что обусловлено геометрией самого инструмента.
• Проблемы со стружкообразованием. При нарезании метчиком образуется длинная сливная стружка, что может вызвать трудности с ее удалением и потребовать частой очистки рабочей зоны.
• Сложность извлечения сломанного метчика. При его поломке извлечение из детали может оказаться трудоемким и потребовать специального инструмента.
• Снижение точности по мере износа. Изношенный метчик искажает профиль резьбы и требует замены.

Нарезание резьбы фрезерованием

Фрезерование резьбы специальными резьбовыми фрезами — альтернатива использованию метчиков. Процесс состоит из следующих этапов:

1. Резьбовая фреза закрепляется в цанговом или термопатроне станка.
2. Фреза перемещается по винтовой траектории вдоль оси отверстия, постепенно углубляясь и формируя профиль резьбы за несколько проходов с увеличением глубины резания.
3. По достижении конечной глубины фреза выводится из отверстия по винтовой траектории.

Преимущества фрезерования резьбы:

• Возможность получения резьбы различных диаметров и шагов, в том числе нестандартных, благодаря разнообразию резьбовых фрез.
• Пригодность метода как для внутренней, так и для наружной резьбы.
• Простота извлечения обломков фрезы при поломке и возможность продолжения обработки новым инструментом.

Недостатки фрезерования:

• Сравнительно низкая производительность. Нарезание резьбы фрезерованием может занимать от 1 минуты из-за необходимости нескольких проходов с постепенным врезанием.
• Сложность наладки и программирования. Фрезерование резьбы требует точной настройки вылета и диаметра инструмента, а также создания управляющей программы с винтовой интерполяцией.
• Влияние износа фрезы на точность. Изношенная фреза изменяет размер резьбы, поэтому для поддержания точности необходима коррекция траектории в управляющей программе.

Практический опыт применения на станке Квант MG-1

По отзывам специалистов, использующих станок Квант MG-1 для нарезания резьбы: — Нарезание метчиком М6 выполняется за 5 секунд, предельная глубина резьбы — 30 мм. — Фрезерование резьбы М6 занимает от 1 минуты, максимальная глубина — около 13 мм. — При нарезании метчиком точность зависит от качества самого инструмента, изношенный метчик приходится выбраковывать. — Для фрезерования резьбы точный размер достигается индивидуальной настройкой, влияние износа фрезы можно компенсировать корректировкой программы. Основные результаты сведены в таблицу:

Параметр	Нарезание метчиком	Нарезание резьбофрезой
Время обработки	~5 сек	от 1 мин
Глубина резьбы М6х1 (max)	30 мм	13 мм
Точность	Определяется качеством метчика, изношенный выбраковывается	Настраивается индивидуально, износ компенсируется программно
Поломка инструмента	Сложное извлечение обломков метчика, деталь снимается	Обломки фрезы легко удаляются, обработка продолжается без снятия детали

   Итак, жесткое нарезание резьбы метчиком на станке Квант MG-1 целесообразно для резьбы глубиной до 30 мм в крупносерийном производстве, где важны высокая скорость и повторяемость. Фрезерование предпочтительно для получения точной резьбы небольшой глубины, нестандартных профилей, а также в единичном и мелкосерийном производстве, где затраты времени на настройку некритичны, а универсальность инструмента важна.

Выводы

Жесткое нарезание резьбы на станках с ЧПУ, таких как Квант MG-1, возможно как метчиком, так и фрезерованием. Метод нарезания метчиком отличается высокой производительностью и простотой, но ограничен по диапазону размеров и шагов, чувствителен к износу и поломкам инструмента. Фрезерование обеспечивает точное нарезание разнообразной резьбы, включая нестандартную, но требует больше времени на обработку и настройку. Выбор оптимального способа нарезания резьбы зависит от конструкции детали, требований к точности и себестоимости, а также объемов выпуска. Умелое сочетание обоих методов позволяет в полной мере использовать возможности современных станков с ЧПУ и обеспечить высокое качество и эффективность обработки резьбовых отверстий.