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:
- Метчик устанавливается в цанговый патрон.
- Шпиндель вращает метчик, а ось Z перемещается с шагом, соответствующим шагу резьбы. За счет точной интерполяции движений резьба формируется за один проход.
- 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:
- Резьбовая фреза закрепляется в цанговом или термопатроне станка.
- Фреза перемещается по винтовой траектории вдоль оси отверстия, постепенно углубляясь и формируя профиль резьбы за несколько проходов с увеличением глубины резания.
- 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.
