CNC-tööpinkide populaarsuse kasvades kasutatakse keermefreesimise tehnoloogiat üha enam masinaehituses. Keermefreesimine on CNC-tööpingi kolmeteljeline ühendus, mis kasutab keermefreesi spiraalse interpolatsioonifreesimise teostamiseks keermete moodustamiseks. Lõikur teeb horisontaalsel tasapinnal ringikujulist liikumist ja liigutab lineaarselt keerme sammu vertikaaltasandil. Keermefreesimisel on palju eeliseid, nagu kõrge töötlemistõhusus, kõrge keerme kvaliteet, hea tööriista mitmekülgsus ja hea töötlemisohutus. Praegu on kasutusel mitut tüüpi keermefreesimistööriistu. Selle artikli eesmärk on analüüsida ja tutvustada mitmeid levinud keermefreesid rakendusomaduste, tööriista struktuuri ja töötlemistehnoloogia vaatenurgast.
1 tavaline masinklambriga keermefrees
Klambritüüpi keermefrees on keermefreesimisel kõige sagedamini kasutatav ja odavam tööriist. Selle konstruktsioon sarnaneb tavalise klambritüüpi freesi omaga. See koosneb korduvkasutatavast tööriistahoidikust ja kergesti vahetatavast terast. Koonuskeermete töötlemiseks võite kasutada ka spetsiaalseid tööriistahoidikuid ja terasid koonuskeermete jaoks. Sellel teral on mitu keermelõikehammast. Tööriist saab spiraaljoonel korraga töödelda mitut keermehammast. Näiteks 5 × 2 mm keermelõikehambaga frees saab spiraaljoonel töödelda 5 keermehammast 10 mm keermesügavusega. Töötlemise efektiivsuse edasiseks parandamiseks saab kasutada mitme teraga masinklambriga keermefreesi. Lõikeservade arvu suurendamisega saab etteandekiirust märkimisväärselt suurendada, kuid ümbermõõdul jaotatud iga tera vahelised radiaalsed ja aksiaalsed positsioneerimisvead mõjutavad keerme töötlemise täpsust. Kui te pole mitme teraga masinklambriga keermefreesi keerme täpsusega rahul, võite proovida paigaldada ka ainult ühe tera töötlemiseks. Masinkinnitusega keermefreeslõikuri valimisel tuleks selliste tegurite põhjal nagu töödeldava keerme läbimõõt ja sügavus ning tooriku materjal valida suurema läbimõõduga vars (tööriista jäikuse parandamiseks) ja sobiv tera materjal. Kinnitustüüpi keermefreeslõikuri keermetöötlussügavus määratakse tööriistahoidiku efektiivse lõikesügavuse järgi. Kuna tera pikkus on väiksem kui tööriistariba efektiivne lõikesügavus, tuleb keerme sügavuse korral tera pikkusest suurema tera korral seda töödelda kihtide kaupa.
2. Tavaline integreeritud keermefrees
Integreeritud keermefreesid on enamasti valmistatud täiskarbiidmaterjalidest ja mõned on ka kaetud. Integreeritud keermefreesil on kompaktne konstruktsioon ja see sobib paremini keskmise ja väikese läbimõõduga keermete töötlemiseks; on olemas ka integreeritud keermefreesid koonuskeermete töötlemiseks. Sellisel tööriistal on hea jäikus, eriti spiraalsoonega integreeritud keermefreesil, mis aitab tõhusalt vähendada lõikekoormust ja parandada töötlemise efektiivsust suure kõvadusega materjalide töötlemisel. Integreeritud keermefreesil on lõikeserv, mis on kaetud keermetöötlushammastega ja kogu keermetöötlust saab spiraaljoonel läbi viia ühe nädala jooksul. Nagu klambritüüpi tööriistadel, pole vaja kihilist töötlemist, seega on töötlemise efektiivsus suurem, kuid hind on suhteliselt kallis.
3 Integreeritud keermefrees kaldlõikuriga
Integreeritud keermefreesil on kaldlõikuri konstruktsioon sarnane tavalise keermefreesiga, kuid lõikeserva juures (või otsas) on spetsiaalne kaldlõikur, mis võimaldab keerme töötlemise ajal ka keerme otsa kaldlõikurit töödelda. Kaldlõikurit saab töödelda kolmel viisil. Kui tööriista läbimõõt on piisavalt suur, saab kaldlõikurit otse kasutada kaldlõikuri valmistamiseks. See meetod piirdub sisemise keermestatud augu kaldlõikuriga. Kui tööriista läbimõõt on väike, saab kaldlõikurit kasutada ringliikumisega kaldlõikuri valmistamiseks. Kuid lõikeserva juures kaldlõikuri kasutamisel kaldlõikuri kasutamisel tuleb pöörata tähelepanu tööriista lõikeosa ja keerme vahelisele kaugusele, et vältida häireid. Kui töödeldud keerme sügavus on väiksem kui tööriista efektiivne lõikepikkus, ei suuda tööriist kaldlõikuri funktsiooni täita. Seetõttu veenduge tööriista valimisel, et efektiivne lõikepikkus ja keerme sügavus sobiksid kokku.
4 Keermepuurimis- ja freesimislõikur
Keermepuur- ja freesimislõikur on valmistatud täiskarbiidist, mis on väikese ja keskmise läbimõõduga sisekeermete jaoks ülitõhus töötlemisvahend. Keermepuur- ja freesimislõikur suudab korraga puurida keermestatud põhjaaugud, lõigata augu servad ja töödelda sisekeermeid, vähendades kasutatavate tööriistade arvu. Kuid selle tööriista puuduseks on selle vähene mitmekülgsus ja suhteliselt kallis hind. Tööriist koosneb kolmest osast: puurimispeast, keskel asuvast keermefreesimisosast ja lõikeserva juures olevast servast. Puuritud detaili läbimõõt on keerme alumine läbimõõt, mida tööriist saab töödelda. Puuritud detaili läbimõõdu tõttu saab keermepuur- ja freesimislõikur töödelda ainult ühe spetsifikatsiooniga sisekeermeid. Keermepuur- ja freesimislõikurite valimisel tuleks arvestada mitte ainult töödeldava keermestatud augu spetsifikatsiooniga, vaid ka tööriista efektiivse töötlemispikkuse ja töödeldava augu sügavuse sobivusega, vastasel juhul ei saa servamisfunktsiooni teostada.
5-keermeline kruvifrees
Keermepuuri ja freesi lõikur on samuti täiskarbiidist tööriist sisekeermete tõhusaks töötlemiseks ning sellega saab korraga töödelda nii alumisi auke kui ka keermeid. Tööriista otsas on lõikeserv nagu otsfreesil. Kuna keerme spiraalnurk ei ole suur, siis kui tööriist teeb keerme töötlemiseks spiraalliikumise, lõikab otslõikeserv kõigepealt tooriku materjali, et moodustada alumine auk, ja seejärel töödeldakse keerme tööriista tagant. Mõnel keermepuuri freesil on ka kaldserv, mis võimaldab samaaegselt töödelda ka auku kaldserva. Tööriistal on kõrge töötlemistõhusus ja parem mitmekülgsus kui keermepuurimis- ja freesimislõikuritel. Sisekeerme ava vahemik, mida tööriist saab töödelda, on D～2D (D on lõikuri korpuse läbimõõt).
6 Sügavkeermelõikur freesimiseks
Sügavkeermefrees on ühehambaline keermefrees. Üldkeermefreesil on lõikeservas mitu keermetöötlushammast. Tööriista ja tooriku vaheline kontaktpind on suur, samuti on suur lõikejõud ja sisekeerme töötlemisel peab tööriista läbimõõt olema väiksem kui keerme ava. Kuna lõikuri korpuse läbimõõt on piiratud, mõjutab see lõikuri jäikust ja lõikur on keerme freesimisel ühele poole surutud, on sügavate keermete freesimisel tööriista lihtne käest lasta, mis mõjutab keerme töötlemise täpsust. Seetõttu on üldkeermefreeside efektiivne lõikesügavus umbes 2 korda suurem kui noa korpuse läbimõõt. Ühehambaliste sügavkeermefreeside kasutamine aitab ülaltoodud puudusi paremini ületada. Lõikejõu vähenemisega saab keermetöötlussügavust oluliselt suurendada ja tööriista efektiivne lõikesügavus võib ulatuda 3–4 korda tööriista korpuse läbimõõduni.
7 Keermefreesimise tööriistasüsteem
Keermefreeside puhul on oluline vastuolu mitmekülgsus ja efektiivsus. Mõnedel liitfunktsioonidega tööriistadel (näiteks keermepuurimis- ja freesimistööriistad) on kõrge töötlemistõhusus, kuid halb mitmekülgsus ning hea mitmekülgsusega tööriistad pole sageli tõhusad. Selle probleemi lahendamiseks on paljud tööriistatootjad välja töötanud modulaarsed keermefreesimistööriistasüsteemid. Tööriistasüsteem koosneb üldiselt tööriistahoidikust, puurimisvasaku servast ja üldisest keermefreesist. Töötlemisnõuete järgi saab valida erinevat tüüpi puurimisvasaku servasid ja keermefreese. Sellel tööriistasüsteemil on hea mitmekülgsus ja kõrge töötlemistõhusus, kuid tööriista hind on suhteliselt kõrge.
Eespool on lühidalt tutvustatud mitmete tavaliselt kasutatavate keermefreesimistööriistade funktsioone ja omadusi. Keermete freesimisel on jahutus samuti väga oluline. Soovitatav on kasutada sisemise jahutusega tööpinke ja tööriistu. Sest kui tööriist pöörleb suurel kiirusel, ei pääse väline jahutusvedelik tsentrifugaaljõu mõjul kergesti sisse. Lisaks sisemisele jahutusmeetodile, mis suudab tööriista hästi jahutada, on veelgi olulisem, et kõrgsurvejahutusvedelik aitaks laastu eemaldada pimedate aukude keermete töötlemisel. Eelkõige on väikese läbimõõduga sisemiste keermestatud aukude töötlemisel vaja suuremat sisemist jahutusrõhku. See tagab laastu sujuva eemaldamise. Lisaks tuleks keermefreesimistööriista valimisel põhjalikult arvestada konkreetsete töötlemisnõuetega, nagu tootmispartii, kruviaukude arv, tooriku materjal, keerme täpsus, suuruse spetsifikatsioonid ja paljud muud tegurid, ning tööriist tuleks valida mõistlikult.
Postituse aeg: 30. november 2021
