Нарезание резьбы на станке с ЧПУ: метчиком или фрезерованием?

Нарезание резьбы — неотъемлемая часть процесса изготовления деталей машин и механизмов. Станок нового поколения Квант MG-1 с успехом выполняет эту операцию двумя способами: с помощью метчика или путем фрезерования.

В статье рассмотрим особенности, достоинства и недостатки каждого метода, расскажем об областях их применения и поделимся опытом специалистов.

Метчик — традиционный инструмент для нарезания внутренней резьбы. При этом не каждый станок с ЧПУ может нарезать резьбу «жестко» — нужна идеальная настройка синхронизации перемещения оси Z и вращения шпинделя.

Процесс жесткого нарезания резьбы метчиком выглядит следующим образом:

Жесткое нарезание резьбы метчиком

1. Метчик закрепляется в цанговом патроне.

2. Шпиндель станка вращает метчик, а ось Z перемещается синхронно с шагом резьбы. Точная интерполяция движений позволяет нарезать резьбу за один проход.

3. После достижения требуемой глубины метчик реверсивным вращением выводится из отверстия.

Метчиком также можно выполнить нежесткое нарезания резьбы, используя специальный компенсирующий держатель (патрон), который позволяет нивелировать небольшие отклонения подачи благодаря возможности растяжения и сжатия. Данный метод подходит для нарезания резьбы в вязких, мягких или труднообрабатываемых материалах, где требуется компенсировать отклонения подачи.

Преимущества нарезания резьбы метчиком:

Высокая производительность. Резьба нарезается за один проход, время обработки составляет порядка 5 секунд.
Точность резьбы. Новый метчик обеспечивает точный профиль и размер резьбы в пределах допуска.
Простота программирования. Цикл нарезания резьбы метчиком обычно включен в стандартную функциональность ЧПУ.

Недостатки метода

Небольшая гибкость в размерах резьбы. Метчики предназначены для конкретного диаметра и шага резьбы. Это обусловлено диаметром и формой зубьев самого инструмента: он нарезает именно ту резьбу, под стандарт которой выпущен.
Способ образования стружки. Нарезание резьбы метчиком приводит к образованию длинной непрерывной стружки, что может вызвать проблемы со стружкообразованием и необходимостью частой очистки рабочей зоны.
Сложность извлечения при поломке. В случае облома метчика его извлечение из детали может потребовать специального оборудования и занять много времени.
Снижение точности при износе. По мере износа метчика профиль резьбы искажается, и инструмент приходится заменять.

Фрезерование резьбы

Альтернативой нарезанию резьбы метчиком является фрезерование с применением специальных резьбовых фрез. Процесс выглядит так:

1. Резьбовая фреза закрепляется в цанговом патроне или термопатроне станка.

2. Фреза совершает винтовую интерполяцию вдоль оси отверстия, постепенно углубляясь и формируя профиль резьбы. Обработка ведется за несколько проходов с увеличением глубины резания.

3. После достижения конечной глубины фреза выводится из отверстия по винтовой траектории.

Достоинства фрезерования резьбы:

Широкий диапазон размеров и шагов. Резьбовые фрезы позволяют нарезать резьбы разных диаметров и шагов, в том числе нестандартные.
Резьбофрезой можно выполнить не только внутреннюю, но и наружную резьбу.
Легкость извлечения при поломке. В случае поломки фрезы ее обломки легко удаляются из отверстия, и обработку можно продолжить новым инструментом.

Недостатки фрезерования:

Относительно низкая производительность. Нарезание резьбы фрезерованием может занимать от 1 минуты, так как требует нескольких проходов с постепенным заглублением.
Сложность настройки и программирования. Для фрезерования резьбы требуется точная настройка вылета и диаметра инструмента, а также составление управляющей программы с винтовой интерполяцией.
Влияние износа на точность. При износе фрезы размер резьбы изменяется, поэтому для поддержания точности требуется коррекция траектории в управляющей программе.

Опыт применения на станке Квант MG-1

Специалисты, использующие станок Квант MG-1 для нарезания резьбы, отмечают следующее:
— Нарезание метчиком М6 занимает около 5 секунд, а глубина резьбы ограничена 30 мм.
— Фрезерование резьбы М6 длится от 1 минуты, предельная глубина — около 13 мм.
— При нарезании метчиком точность определяется исходным качеством инструмента, и изношенный метчик приходится выбраковывать.
— Для фрезерования резьбы точный размер достигается индивидуальной настройкой, и влияние износа фрезы можно компенсировать корректировкой программы.

Для удобства мы вывели основные результаты в таблицу:

Таким образом, жесткое нарезание резьбы метчиком на станке Квант MG-1 предпочтительно для резьбовых отверстий глубиной до 30 мм в условиях крупносерийного производства, где важна скорость обработки и высокая повторяемость. Резьбофрезование целесообразно применять для получения точной резьбы небольшой глубины, нестандартных профилей, а также при единичном и мелкосерийном выпуске, когда затраты времени на настройку некритичны и важна гибкость инструмента.

Заключение

Жесткое нарезание резьбы на станках с ЧПУ, таких как Квант MG-1, можно выполнять двумя способами: как метчиком, так и фрезерованием. Метод нарезания метчиком отличается высокой производительностью и простотой реализации, но ограничен по диапазону размеров и шагов, чувствителен к износу и поломкам инструмента. Фрезерование обеспечивает точное нарезание резьбы разных диаметров и шагов, в том числе нестандартных, но требует больше времени на обработку и настройку.

Выбор оптимального способа нарезания резьбы зависит от конструктивных особенностей детали, требований к точности и себестоимости обработки, а также серийности производства. Грамотное применение обоих методов нарезания резьбы позволяет максимально реализовать возможности современного оборудования с ЧПУ и обеспечить высокое качество и производительность обработки резьбовых поверхностей.