Jak dobrać gwintownik do gwintu wewnętrznego CNC?

Gwintownik to powszechnie stosowane narzędzie do wykonywania gwintów wewnętrznych. Jego podstawowa konstrukcja to narzędzie z gwintem zewnętrznym i osiowymi rowkami.

Część gwintowana składa się z fazowanego odcinka skrawającego oraz pełnego odcinka kalibrującego. Faza ma kąt stożkowy, dzięki czemu materiał jest usuwany stopniowo. Odcinek kalibrujący posiada pełne zęby gwintowe i służy do wykańczania, kalibrowania oraz prowadzenia. Trzonek łączy się ze stożkiem wrzeciona maszyny za pośrednictwem uchwytu i standardowego trzonka stożkowego.

Gwintowanie to proces polegający na wycinaniu kształtu. Na jakość gwintu wewnętrznego wpływają: kształt gwintu gwintownika, skok gwintu, geometria rowków, rodzaj fazy, materiał, z którego wykonany jest gwintownik, materiał obrabianego elementu oraz uchwyt gwintownika.

Rodzaje faz wprowadzających gwintowników

W zależności od długości fazy gwintowniki można podzielić na gwintowniki do gwintowania do dna, gwintowniki wtykowe i gwintowniki stożkowe. Długość fazy ma wpływ na głębokość programowaną wymaganą podczas obróbki metodą CNC.

Długość fazy wyraża się zazwyczaj liczbą zwojów gwintu. Gwintownik stożkowy ma zazwyczaj od 8 do 10 zwojów z fazą, gwintownik wtykowy od 3 do 5, a gwintownik do dna od 1 do 1,5. Typowe kąty fazowania wynoszą od 4° do 5° dla gwintownika stożkowego, od 8° do 13° dla gwintownika stożkowego z końcówką wtykową oraz od 25° do 35° dla gwintownika do gwintów dna.

Otwory ślepe zazwyczaj wymagają użycia gwintownika do dna. W otworach przelotowych stosuje się zazwyczaj gwintownik z zatyczką, a tylko rzadko gwintownik stożkowy. Ogólnie rzecz biorąc, im dłuższa jest fazka, tym większa dodatkowa głębokość wiercenia jest wymagana poniżej pełnego gwintu.

Gwintowniki sztywne i pływające

Gwintowniki można również podzielić według rodzaju połączenia uchwytu na gwintowniki sztywne oraz gwintowniki pływające (napięciowo-ściskowe).

Pływający uchwyt gwintownika zapewnia działanie gwintownika zbliżone do odczucia wymaganego podczas ręcznego gwintowania. Umożliwia on ograniczone ściskanie i rozciąganie w kierunku osiowym, a regulowany moment obrotowy pozwala zmieniać napięcie podczas gwintowania.

W przypadku gwintownika sztywnego wymagane jest sterowanie typu CNC z funkcją synchronizacji pracy. Podczas gwintowania skok gwintu i prędkość wrzeciona muszą pozostawać zsynchronizowane:

Prędkość posuwu = skok gwintu × prędkość obrotowa wrzeciona

O ile model CNC nie obsługuje zsynchronizowanego gwintowania sztywnego, należy wybrać gwintownik swobodny, mimo że uchwyty do gwintowników swobodnych są droższe.

Podczas gwintowania za pomocą uchwytu pływającego zmniejszenie zaprogramowanej prędkości posuwu o około 5% może poprawić wynik. Jeśli zadaną prędkość posuwu w osi Z jest nieco niższa niż prędkość osiowa wynikająca z gwintu spiralnego, spirala pociąga gwintownik w dół po wkręceniu pierwszych kilku zębów w otwór. Pomaga to chronić gwintownik z uchwytem pływającym, ponieważ większość uchwytów do gwintowania rozciąga się swobodniej niż ulega ściśnięciu.

Gwintowniki zespołowe

W maszynach typu CNC stosuje się czasami gwintownik wielosekcyjny, którego sekcja robocza odpowiada dwóm lub trzem gwintownikom połączonym szeregowo. Sekcje te kolejno wykonują obróbkę zgrubną i wykańczającą. Taka konstrukcja nadaje się do materiałów o wysokiej wytrzymałości lub twardości oraz do gwintów o dużych rozmiarach i wysokiej dokładności.