Projekt: ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ Téma: Moderní způsoby řezání závitů pomocí pneumatických, hydraulických a speciálních závitořezů Obor: Nástrojař, obráběč kovů Ročník: 1. Zpracoval(a): Pavel Urbánek Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010
Obsah Obsah... 2... 3 1. Možnosti strojního řezání závitů... 4 2. Závitořezné hlavy... 5 2.1 Závitořezné hlavy reverzní RTH pro použití do vrtaček... 5 2.2 Závitořezné hlavy bezpečnostní Zhr pro použití do vrtaček... 6 3. Závitořezy... 7 3.1 Závitořezy pneumatické... 7 3.2 Závitořezy hydraulické... 8 3.3 Závitořezy elektrické... 8 4. Tváření a válcování závitů... 9 4.1 Předpoklady pro použití tvářecích závitníků... 9 4.2 Proces tváření závitu... 9 4.3 Správná velikost předvrtaného otvoru... 9 4.4 Konstrukce tvářecího závitníku... 10 4.5 Závitové válcovací hlavy (vnější závity)... 11 Zdroj:... 12
1. Možnosti strojního řezání závitů Závitoře zné hlavy Závitořezné hlavy reverzní Závitořezné hlavy bezpečnostní Závitořezy Závitořezy pneumatické Závitořezy hydraulické Závitořezy elektrické Tváření a válcování závitů
2. Závitořezné hlavy 2.1 Závitořezné hlavy reverzní RTH pro použití do vrtaček Závitořezné hlavy reverzační jsou přístroje určené pro standardní řezání pravochodých i levochodých závitů se špičatým profilem, např. metrické, withortovy, na vrtačkách bez strojního posuvu vřetena. Hlava se musí při práci vždy otáčet, proto nelze tyto hlavy použít při práci na soustruzích. Výhodou této závitořezné hlavy je momentová spojka, která zajišťuje ochranu závitníku před krutem. Reverzní závitořezné hlavy umožňují řezání závitů do slepých otvorů. Vyšší otáčky při zpětném chodu zajišťují větší efektivitu práce. Při použití výměnného pouzdra je možné řezat i krátké vnější závity. Hlavy se upínají do vřetena pomocí kuželu MORSE. Funkce spočívá ve vysouvání pouzdra z hlavy. Je-li pouzdro zasunuto, tak otáčky vřetena vrtačky jsou shodné s otáčkami pouzdra a závitník řeže závit. Když se pouzdro vysune do tzv. nulové polohy závitník se přestane otáčet i když se pouzdro otáčí dál. Této funkce lze využít právě pro řezání závitů do slepých otvorů. Když se pouzdro zcela vysune, tak se závitník začne vytáčet z vyřezaného závitu zpětnými otáčkami vyšší rychlostí. Obr. 1: Průřez reverzní hlavou Obr. 2: Reverzní závitořezné hlavy
2.2 Závitořezné hlavy bezpečnostní Zhr pro použití do vrtaček Závitořezné hlavy bezpečnostní Zhr se používají na soustruzích, vrtačkách, vyvrtávačkách, frézkách apod. Oproti předchozím hlavám RTH musí obráběcí stroj využívat zpětné otáčky vřetena proti vytáčení závitníků z otvoru. Hlavy jsou určeny pro řezání závitů pravochodých i levochodých, průchozích i slepých dírách. Jsou opatřeny bezpečnostní spojkou bránící ulomení nástroje. Závitníky lze upnout do vyměnitelných pouzder a podle potřeby velmi rychle vyměňovat. Obr. 3: Bezpečnostní závitořezné hlavy
3. Závitořezy Závitořezy jsou speciální stroje, konstrukčně určeny pro řezání vnitřních i vnějších závitů. Skládají se s pohonné části motoru (např. pneumatického), paralelního ramena s různým pracovním dosahem (např. rozsahem rádiusu R400 R 1200). Závitořezy mohou být v provedení pevném, přímo umístěné na pracovním stole nebo v provedení s upevněním přemístitelným. U všech strojů je výměna nástrojů prováděna pomocí rychloupínacích sklíčidel, které zvyšují efektivitu práce. Paralelní rameno zajišťuje souosost díry a nástroje. Závitořezy umožňují řezání závitů ve vertikální i horizontální rovině. 3.1 Závitořezy pneumatické Pohonnou jednotkou je vzduchový jednootáčkový nebo dvouotáčkový motor s možností otáček od 400 1000 ot/min. Možnost závitování může být prováděno ve vertikální nebo horizontální poloze. Vzduchová jednotka je opatřena manometrem a filtrem. V základním vybavení je systém mazání závitu. Tento systém zajišťuje mazání závitníku při práci. Ve zvláštním příslušenství lze vybavit závitořez momentovými hlavičkami, které zabraňují zlomení závitníku. Rozsah závitů M3 M12 Obr. 4: Závitořez ve vertikální poloze Obr. 5: Závitořez v horizontální poloze
3.2 Závitořezy hydraulické Tyto závitořezy mají robustnější konstrukci, hydraulická jednotka je zabudovaná přímo ve stole. Hydraulické motory mohou být jednootáčkové nebo dvouotáčkové s plynulou regulací. Pro pravé a levé otáčky je zřízena samostatná regulace. Pracovní stůl je opatřen T drážkami pro upevňování materiálu. Některé modely mohou být vybaveny digitálním otáčkoměrem. Systém mazání závitů je stejný jako u předchozích závitořezů. Do zvláštního příslušenství může být zařazen automatický doraz závitované hloubky a vnitřní chlazení závitníku. Otáčky motoru 0 500 ot/min. Rozsah závitů M4 M60. Možnost závitování ve vertikální i horizontální poloze. Obr. 6: Hydraulický závitořez Obr. 7: Hydraulický závitořez v horizontální poloze 3.3 Závitořezy elektrické Pohonnou jednotkou je elektrický motor s dvoustupňovou převodovkou s rozsahem otáček 150 ot/min nebo 500 ot/min. Plynulá elektronická změna otáček zajišťuje přechod mezi pravým a levým chodem. Vybavení je stejné jako u předchozích závitořezů. Rozsah závitů M3 M24. Obr. 6: Elektrický závitořez
4. Tváření a válcování závitů Tváření závitů se řadí mezi nejproduktivnější výrobní technologie. Má mnoho předností proti řezání závitů. Výrobní časy jsou podstatně kratší. Tvářený závit má výhodnější průběh vláken, která sledují tvar závitu. Neporušená vláknitost materiálu vede ke zvýšení pevnosti v tahu, ohybu a ke zvýšení odolnosti proti únavě materiálu. Tlakem při tváření se zhutní povrch závitu, a tím se zvýší jeho odolnost proti otěru. Povrch závitu je hladký 4.1 Předpoklady pro použití tvářecích závitníků Základním předpokladem pro použití metody tváření vnitřních závitů jsou mechanické vlastnosti obráběného materiálu, a to zejména jeho dobrá tvárnost za studena a tažnost nejméně 10 %. Tyto vlastnosti má více než polovina průmyslově používaných materiálů. Obr. 7: Tvářecí závitníky Nejvhodnějšími materiály pro tváření závitů jsou zejména slitiny hliníku, měkké mosazi a oceli s pevností do 500 MPa. 4.2 Proces tváření závitu Při tváření závitu se zoubky na náběhu tvářecího závitníku postupně vtlačují do obráběného materiálu, který vznikajícím teplem při tváření měkne a zatéká mezi zoubky profilu tvářecího závitníku. Výsledkem procesu tváření je závitový profil, jehož boky mají podstatně lepší kvalitu, tj. nižší drsnost povrchu než u závitu vzniklého řezáním. 4.3 Správná velikost předvrtaného otvoru Velikost průměru předvrtaného otvoru má velký význam pro úspěšné použití metody tváření závitu. Všeobecně platí, že předvrtaný otvor pro tváření je větší a velikost jeho tolerance musí být
podstatně přesnější než pro klasický způsob výroby závitu, tj. pro řezání. Přesnost vyvrtaného otvoru se pohybuje od 0,05 mm do M8 a 0,1 mm nad M8. 4.4 Konstrukce tvářecího závitníku V porovnání s řezacím závitníkem má tvářecí závitník s ohledem na způsob práce odlišnou konstrukci. Zcela chybí podélné drážky, které u řezacího závitníku tvoří čela břitů. Přední část tvářecího závitníku je tvořena náběhovým tvářecím kuželem, za kterým následuje kalibrační část. Náběhový tvářecí kužel je pracovní částí nástroje, neboť tato část přemísťuje materiál. Kalibrační část nástroje kalibruje vytvářený závit. Délka náběhového kužele je obvykle konstruována v délce tří stoupání závitu a nedá se na rozdíl od řezacích závitníků v průběhu použití obnovovat nebo upravovat. U neprůchozích otvorů je proto nutné s délkou náběhového kužele počítat při stanovení hloubky předvrtaného otvoru vůči činné délce závitu. Nábě hový kuže l Obr. 8: Tvářecí závitník Průřez tvářecího závitníku má tvar mnohoúhelníku, nejčastěji se třemi, čtyřmi nebo pěti zaoblenými vrcholy. Tento tvar umožňuje pronikání řezného oleje k pracovní části závitníku. Obr. 9: Tvářecí závitníky
4.5 Závitové válcovací hlavy (vnější závity) Jsou vysoce produktivní nástroje, určené pro výrobu vnějších závitů válcováním za studena axiálním způsobem. Mohou se používat na univerzálních soustruzích, vrtačkách a na soustružnických automatech. Mezi přednosti válcovaného závitu patří až o 30 % zvýšená pevnost závitu proti původní pevnosti materiálu (polotovaru), nízká drsnost závitu, vyšší odolnost závitu proti korozi. Mezi efektivní přínos válcovaných závitů patří výrazné zvýšení produktivity práce, snadná obsluha, rozměrová stálost závitu, snadná vyrobitelnost závitu na korozivzdorných ocelích. Hlavy jsou vyráběny ve dvou provedeních: provedení pevné s pevně nastaveným sklonem závitových kotoučů pro válcování pravochodých ostrých závitů, provedení univerzální s možností souvisle měnit sklon závitových kotoučů v rozsahu +5 až -5 dle úhlu stoupání šroubovice daného závitu. Hlavy lze použít pro válcování všech uvedených pravochodých i levochodých závitů, včetně lichoběžníkových. Obr. 10: Závitové válcovací hlavy Obr. 11: Závitové válcovací kotouče
Zdroj: 1) www.narexmte.cz 2) www.narexzd.cz 3) www.mmspektrum.cz