Technická část

Soustružení závitů – technická část

Soustružení je nejběžnější metodou výroby závitů. Závitořezné soustružnické nástroje s vyměnitelnými břitovými destičkami (VBD), které nabízejí skvělé funkční a výkonnostní parametry, bezpečný průběh obrábění i v malých otvorech a při opracování nejhouževnatějších materiálů.

Při řezání závitů je velmi důležitá volba správné geometrie břitové destičky, odpovídající úhlová podložka, správně zvolená řezná rychlost, počet průchodů a hloubku přísuvu na průchod.
Je třeba dodržet několik základních pravidel pro toto třískové obrábění závitů.

V případě technických problémů naleznete níže potřebné informace a pravidla pro soustružení závitů závitovými VBD pro bezproblémový chod výroby závitů.

Základní pravidla a řešení problémů při soustružení závitů

Volba jakosti karbidu závitových VBD

 

Vyberte z následujícího přehledu jakost karbidu, která odpovídá charakteristice Vaší aplikace:

Nepovlakované jakosti závitových VBD		Povlakované jakosti závitových VBD
P30* (P20-P30)	Jakost karbidu pro uhlíkové oceli a ocelolitiny, pracuje dobře ve středních až nízkých řezných rychlostech	P25C* (P15-P35)	Jakost karbidu s PVD povlakem na bázi TiN. Vhodná pro zušlechtěné a velmi tvrdé legované oceli (25 HRc a více). Pro střední až nízké řezné rychlosti.
K20* (K20-K30)	Jakost karbidu pro neželezné kovy, slitiny hliníku a litinu	MXC (K10-K20) (P10-P25)	Jemná struktura karbidu s PVD povlakem na bázi TiN pro dobře obrobitelné nezušlechtěné legované oceli (do 30 HRc), pro korozivzdorné oceli a litinu.
		BMA (K25-K40) (P30-P50)	Velmi jemná struktura karbidu s PVD povlakem na bázi TiAlN pro korozivzdorné oceli a zvláštní materiály. Pro střední až vysoké řezné rychlosti.
		BXC** (P30-P50) (K25-K40)	Jakost karbidu s povlakem na bázi TiN pro nízké řezné rychlosti. Vhodná pro širokou třídu korozivzdorných ocelí.
		BLU* (M10-M20) (K05-K20) (N10-N20) (S10-S20)	Sub-mikro jemný 3-vrstvý povlak. Vhodná pro obrábění široké třídy ocelí, litiny, titanových a neželezných slitin a většinu legovaných slitin.

  * Na vyžádání / neskladová položka ** Pouze u MINI a ULTRA MINI závitových VBD

Doporučená řezná rychlost jednozubých závitových VBD

 

Doporučená řezná rychlost pro jednozubé závitové VBD (m/min.)

ISO standardní	Materiály	Povlakované závitové VBD					Nepovlakované závitové VBD
		BLU*	BMA	P25C	MXC**	BXC**	K20*	P30*
P	Ocel nelegované oceli	110-210	120-180	100-180	100-180	70-50	–	50-130
	nízkolegované a střední oceli	90-140	80-130	70-120	70-120	60-90	–	50-80
	vysoce legované oceli	70-90	60-80	50-60	55-70	50-60	–	40-50
M	Korozivzdorná ocel feritická a feriticko austenitická ocel ocelolitina	110-160	90-130	60-90	60-90	50-80	50-80	–
K	Litina litina GGG	120-150	100-130	–	80-110	60-90	–	–
	šedá litina GG	140-150	120-130	–	90-100	65-85	–	–
	temperovaná litina	110-140	100-130	–	80-100	60-85	–	–
N	Neželezné kovy hliníkové slitiny (výkovky)	700-1000	–	–	600-800	450-600	600-800	350-500
	hliníkové slitiny (odlitky)	280-750	–	–	200-550	150-350	200-550	110-300
	slitiny mědi	190-350	–	–	150-250	110-180	150-250	90-150
	nekovové materiály, plasty	–	–	–	200-300	150-210	100-200	110-150
S	Vysoce legované slitiny, titan na bázi Ni, Co, Fe a Ti	30-65	25-60	–	–	–	–	–
	Titanové slitiny	40-50	35-45	–	–	–	35-45	–
H	Kalené materiály kalená ocel 45-32 HRc	40-50	35-45	–	–	–	–	–
	tvrzené litiny	30-40	25-35	–	–	–	–	–
	kalené litiny	20-30	15-25	–	–	–	–	–

  * Na vyžádání (jen pro závitové VBD velikosti 16)      ** Pouze u MINI a ULTRA MINI závitových VBD

Převod řezné rychlosti na otáčky

 

Příklad výpočtu otáček (ot./min.)
Převod zvolené řezné rychlosti na otáčky se vypočítá dle uvedeného vzorce:

 

Počet průchodů u jednozubých závitových VBD

 

 

Stoupání závitu	mm	0.5	0.8	1.0	1.25	1.5	1.75	2.0	2.5	3.0	4.0	6.0
	záv./palec	48	32	24	20	16	14	12	10	8	6	4
Počet průchodů		3-6	4-7	4-9	6-10	5-11	9-12	6-13	7-15	8-17	10-20	11-22

 

   Poznámka:
1. Pro většinu standardních aplikaci je střed rozsahu dobrou volbou pro začátek.
2. Pro většinu materiálů platí: čím tvrdší je materiál, tím je potřeba zvolit vyšší počet třísek.
3. Platí obecné pravidlo, že nižší počet třísek je lepší než vyšší řezná rychlost.

 

 

Počet průchodů u vícezubých závitových VBD

 

 

	Stoupání mm	Velikost destičky		počet zubů	Obj. číslo destičky	Počet průchodů	Hloubka řezu na jeden průchod (mm)
		L	I.C. palce				1	2	3	4
ISO vnější	1.0	16	3/8	3	16 ER 1.0 ISO 3M	2	0.38	0.25
	1.5	16	3/8	2	16 ER 1.5 ISO 2M	3	0.42	0.30	0.20
	1.5	22	1/2	3	22 ER 1.5 ISO 3M	2	0.55	0.37
	2.0	22	1/2	2	22 ER 2.0 ISO 2M	3	0.57	0.40	0.28
	2.0	22	1/2	2	22 ER 2.0 ISO 3M	2	0.76	0.49
	3.0	27	5/8	2	27 ER 3.0 ISO 2M	4	0.59	0.51	0.42	0.32
ISO vnitřní	1.0	16	3/8	3	16 IR 1.0 ISO 3M	2	0.33	0.25
	1.5	16	3/8	2	16 IR 1.5 ISO 2M	3	0.38	0.29	0.20
	1.5	22	1/2	3	22 IR 1.5 ISO 3M	2	0.50	0.37
	2.0	22	1/2	2	22 IR 2.0 ISO 2M	3	0.52	0.37	0.26
	2.0	22	1/2	2	22 IR 2.0 ISO 3M	2	0.70	0.45
	3.0	27	5/8	2	27 IR 3.0 ISO 2M	4	0.58	0.46	0.39	0.30
UN vnější	16	16	3/8	2	16 ER 16 UN 2M	3	0.44	0.31	0.22
	16	22	1/2	3	22 ER 16 UN 3M	2	0.58	0.39
	12	22	1/2	2	22 ER 12 UN 2M	3	0.59	0.42	0.30
	12	22	1/2	3	22 ER 12 UN 3M	2	0.78	0.52
	8	27	5/8	2	27 ER 8 UN 2M	4	0.62	0.54	0.45	0.35
UN vnitřní	16	16	3/8	2	16 IR 16 UN 2M	3	0.42	0.28	0.22
	16	22	1/2	3	22 IR 16 UN 3M	2	0.55	0.37
	12	22	1/2	2	22 IR 12 UN 2M	3	0.53	0.38	0.31
	12	22	1/2	3	22 IR 12 UN 3M	2	0.74	0.48
	8	27	5/8	2	27 ER 8 UN 2M	4	0.62	0.54	0.45	0.35
Whitworth 55° vnější	14	16	3/8	2	16 ER 14 W 2M	3	0.52	0.37	0.27
	14	22	1/2	3	22 ER 14 W 3M	2	0.70	0.46
	11	22	1/2	2	22 ER 11 W 2M	3	0.67	0.47	0.34
Whitworth 55° vnitřní	14	16	3/8	2	16 IR 14 W 2M	3	0.52	0.37	0.27
	14	22	1/2	3	22 IR 14 W 3M	2	0.70	0.46
	11	22	1/2	2	22 IR 11 W 2M	3	0.67	0.47	0.34
NPT vnější	11.5	16	3/8	2	16 ER 11.5 NPT 2M	4	0.54	0.47	0.37	0.30
	11.5	22	1/2	3	22 ER 11.5 NPT 3M	3	0.76	0.54	0.38
	8	22	1/2	2	22 ER 8 NPT 2M	4	0.81	0.60	0.55	0.45
NPT vnitřní	11.5	16	3/8	2	16 IR 11.5 NPT 2M	4	0.54	0.47	0.37	0.30
	11.5	22	1/2	3	22 IR 11.5 NPT 3M	3	0.76	0.54	0.38
	8	22	1/2	2	22 ER 8 NPT 2M	4	0.81	0.60	0.55	0.45
API Round vnější	10	22	1/2	2	22 ER 10 APIRD 2M	3	0.60	0.50	0.31
	10	27	5/8	3	27 ER 10 APIRD 3M	2	1.00	0.41
	8	27	5/8	2	27 ER 8 APIRD 2M	3	0.80	0.60	0.41
API Round vnitřní	10	22	1/2	2	22 IR 10 APIRD 2M	3	0.60	0.50	0.31
	10	27	5/8	3	27 IR 10 APIRD 3M	2	1.00	0.41
	8	27	5/8	2	27 IR 8 APIRD 2M	3	0.80	0.60	0.41

 

   Poznámka:
1. Pro většinu standardních aplikaci je střed rozsahu dobrou volbou pro začátek.
2. Pro většinu materiálů platí: čím tvrdší je materiál, tím je potřeba zvolit vyšší počet třísek.
3. Platí obecné pravidlo, že nižší počet třísek je lepší než vyšší řezná rychlost.

 

 

Způsoby – metody řezání závitů

Metody soustružení závitů – přísuvy

Radiální přísuv
Radiální přísuv je nejjednodušší a nejrychlejší metoda. Přísuv je kolmý k ose otáčení a oba řezné hrany vytváří závit.
Doporučuje se ve 3 případech:
– je-li rozteč závitu menší než 16 záv./palec
– u obráběných materiálů s krátkou třískou
– u obráběných materiálů s vyšší pevností

Boční přísuv (modifikovaný)Doporučuje se ve 3 případech:
– je-li rozteč závitu větší než 16 záv./palec, kdy z důvodu velké řezné hrany při radiálním přísuvu dochází ke chvění
– pro Trapézové a Acme závity
– doporučuje se pro závity s velkou roztečí a pro materiály s táhlou třískou

Střídavý přísuv Doporučuje se ve 3 případech:
– rovnoměrně se opotřebovává závitová břitová destička
– zvyšuje životnost nástroje
– je nutné použít speciální program CNC pro výrobu tohoto závitu

Důležité informace o závitových VBD

U většiny tvarů závitů mají vnitřní a vnější závity různé hloubky a rádiusy, proto jsou destičky nezaměnitelné.

Úhel hřbetu standardních vnějších držáků C.P.T. je 10° a u vnitřních držáků 15°. Rozdíl 5° zajišťuje dostatečný radiální prostor.

Naše vestavěné úhly hřbetu automaticky zajišťují destičce vedlejší úhel hřbetu ω.

Profily vnitřních a vnějších destiček C.P.T. jsou přesně broušeny, aby byla zaručena přesná geometrie závitu při použití správných držáků. Použití vnitřní destičky v kombinaci s vnějším držákem bude mít za následek změnu úhlu hřbetu a geometrie destičky, což nepříznivně ovlivní řezání závitu.

Destičky a držáky by měly vždy korespondovat. Závitová destička IN-RH (vnitřní pravá) musí být vždy použita v držáku IN-RH (vnitřní pravý). Není dovolena neshodná kombinace!

Výměna úhlové podložky v závislosti na stoupání závitu a průměru – doporučení

Jak je zřejmé z grafu, některé kombinace stoupání závitu a průměru závitu vyžadují výměnu podložky.

částečný profil 60°, částečný profil 55°, ISO – metrický, UN, Whitworth, NPT, BSPT

… pro zvětšení klikněte na obrázek grafu …

Jak je zřejmé z grafu, některé kombinace stoupání závitu a průměru závitu vyžadují výměnu podložky.

ACME, STUB ACME, Trapez (DIN 103), oblý závit (DIN 405)

… pro zvětšení klikněte na obrázek grafu …

Jak je zřejmé z grafu, některé kombinace stoupání závitu a průměru závitu vyžadují výměnu podložky.

AMERICAN BUTTRESS, SAGENGEWINDE (DIN 513)

… pro zvětšení klikněte na obrázek grafu …

Výměna standardní úhlové podložky za podložku negativní

Zde je vidět výměna standardní úhlové podložky za podložku s negativním úhlem, která eliminuje boční tření

Soustružení závitů – návod – krok za krokem

Postup při soustružení závitů – krok za krokem
1.	Zvolte metodu řezání závitu
2.	Zvolte odpovídající závitovou VBD
3.	Zvolte odpovídající závitový držák
4.	Zvolte jakost závitové VBD
5.	Zvolte řeznou rychlost
6.	Zvolte odpovídající počet průchodů (třísek)
Ve většině případů řezání závitů stačí provést těchto 6 kroků k tomu, aby bylo dosaženo dobrého výsledku. U složitějších případů řezání závitů, jako jsou TRAPÉZOVÉ závity, ACME, BUTTRESS, nebo SAGE, je žádoucí ověřit vliv úhlu stoupání β na výsledný vedlejší úhel hřbetu ε. Pokud je úhel ε menší než 2°, je nutná výměna podložky.
7.	Vypočítejte úhel stoupání závitu
8.	Zvolte odpovídající úhlovou podložku

Příklad č. 1Příklad č. 2Příklad č. 3

 

Příklad č. 1
1.	Zvolte metodu řezání závitu – metoda řezání závitu – volíme závitovou destičku a držák EX-RH (externí pravý)
2.	Zvolte odpovídající závitovou VBD – ISO metrické závitové destičky – volíme destičku 16 ER 1.5 ISO
3.	Zvolte odpovídající držák – Externí závitové držáky – volíme držák SER 2020 K16
4.	Zvolte jakost závitové VBD – Volba jakosti karbidu VBD – naše volba pro legovanou ocel je P25C
5.	Zvolte řeznou rychlost – Doporučená řezná rychlost jednozubých závitových VBD – naše volba je 100 m/min. Výpočet otáček: N= (100 x 1000) / (π x 30) = 1065 ot./min.
6.	Zvolte počet průchodů (třísek) – Počet průchodů u jednozubých závitových VBD – volíme 8 třísek

 

 

 

Příklad č. 2
1.	Zvolte metodu řezání závitu – metoda řezání závitu Obvykle se volí držák a destička IN-RH (vnitřní pravý). V tomto konkrétním případě dáme přednost metodě, kdy budou třísky vytahovány z otvoru ven, při pohybu držáku směrem od sklíčidla. – proto jsme se rozhodli pro závitovou destičku a držák IN-LH (interní levý)
2.	Zvolte odpovídající závitovou VBD – UN – unifikované UNC, UNF, UNEF, UNS – volíme destičku 16 IL 12 UN
3.	Zvolte odpovídající držák – Interní závitové držáky – volíme držák SIL 0025 R16 Protože řežeme závit IN-RH nástrojem IN-LH směrem od sklíčidla, nezapomeňte vyměnit standardní úhlovou podložku (dodávána s držákem) za negativní podložkuAE16-1.5°
4.	Zvolte jakost závitové VBD – Volba jakosti karbidu VBD – naše volba pro mosaz je K20
5.	Zvolte řeznou rychlost – Doporučená řezná rychlost jednozubých závitových VBD – naše volba je 150 m/min. Výpočet otáček: N= (150 x 1000) / (π x 38,1) = 1254 ot./min.
6.	Zvolte počet průchodů (třísek) – Počet průchodů u jednozubých závitových VBD – volíme 9 třísek

 

 

 

Příklad č. 3
1.	Zvolte metodu řezání závitu – metoda řezání závitu – volíme závitovou destičku a držák EX-RH (externí pravý)
2.	Zvolte odpovídající závitovou VBD – American Buttress – volíme destičku 16 ER 12 ABUT
3.	Zvolte odpovídající držák – Externí závitové držáky – volíme držák SER 2525 M16
4.	Zvolte jakost závitové VBD – Volba jakosti karbidu VBD – naše volba pro korozivzdornou ocel je MXC
5.	Zvolte řeznou rychlost – Doporučená řezná rychlost jednozubých závitových VBD – naše volba je 120 m/min. Výpočet otáček: N= (120 x 1000) / (π x 40) = 954 ot./min.
6.	Zvolte počet průchodů (třísek) – Počet průchodů u jednozubých závitových VBD – volíme 13 třísek
7.	Vyhledejte (vypočítejte) úhel stoupání závitu – Výměna úhlové podložky v závislosti na stoupání závitu a průměru Z diagramu je patrné, že pro stoupání 12 záv./palec a Ø 40,0 mm je úhel stoupání 1°
8.	Volba správné podložky: Jak je zřejmé z tabulky – Výměna úhlové podložky v závislosti na stoupání závitu a průměru pro závit American Buttress, stoupání závitu 12 záv./palec a Ø 40,0 mm by měla být standardní podložka (dodávána s držákem) nahrazena za negativní podložku AE16-1.5°

 

 

Řešení problémů – závitová VBD