Нарізання внутрішньої різьби на сучасних фрезерних оброблювальних центрах із ЧПК здебільшого виконується двома технологіями — мітчиком або різьбофрезою. Вибір між ними визначається не лише вартістю інструмента, а й матеріалом деталі, типом виробництва, вимогами до точності різьби, продуктивності, надійності процесу та загальної собівартості обробки.
Ще донедавна вирішальним аргументом для більшості підприємств залишалася ціна інструмента: якщо мітчик коштував дешевше за різьбофрезу, його використання автоматично вважалося економічно вигіднішим. Такий підхід був цілком виправданим за умов стабільного серійного виробництва з обмеженою номенклатурою деталей. Сьогодні ситуація суттєво змінилася. Машинобудівні підприємства дедалі частіше працюють із широкою номенклатурою виробів, малими серіями, складними та важкооброблюваними матеріалами, а також високими вимогами до стабільності технологічного процесу. Таким чином визначальним стає комплекс факторів, що характеризують ефективність застосування інструмента на оброблювальних центрах, а саме: машинний час, ресурс, витрати на переналагодження, ризик браку, можливі простої обладнання та навіть вартість самої деталі у випадку його поломки.
Саме тому дедалі більше підприємств переходять від оцінки вартості окремого інструмента до оцінки повної собівартості технологічного процесу. Особливо актуальним такий підхід є для виробництв із широкою номенклатурою деталей, дорогими заготовками та високими вимогами до стабільності обробки. На перший погляд, різьбофреза може здатися дорожчим рішенням. Проте оцінювати варто не лише її закупівельну вартість, а загальну економічну ефективність процесу. Саме тоді стає зрозуміло, чому дедалі більше підприємств переходять на різьбофрезерування.
Однією з головних переваг різьбофрезерування є універсальність інструмента. На відміну від мітчиків, які призначені лише для нарізання внутрішньої різьби та підбираються
залежно від її напрямку й типу отвору, різьбофреза є значно гнучкішим інструментом. Це дозволяє скоротити номенклатуру інструмента, необхідного для виробництва, спростити підготовку технологічного процесу та зменшити витрати на оснащення. Не менш важливою перевагою є можливість використовувати одну різьбофрезу для нарізання різьби з однаковим кроком в отворах різних діаметрів. Якщо при використанні мітчиків для кожного номінального діаметра потрібен окремий інструмент, то різьбофреза забезпечує значно більшу гнучкість виробництва.
Додаткові можливості відкривають різьбофрези зі змінними різальними пластинами. Використовуючи один корпус інструмента, можна нарізати різьбу різного профілю та кроку, замінюючи лише пластину. Це дозволяє скоротити кількість інструментального оснащення та зробити виробництво більш гнучким.
Саме за таким принципом побудовані сучасні різьбофрези TaeguTec зі змінними пластинами. Їх конструкція поєднує високу функціональність, повторюваність і економічність
експлуатації. Достатньо замінити лише різальну пластину після зношування, й інструмент знову готовий до експлуатації. Це також забезпечує стабільність технологічного процесу
та дозволяє суттєво скоротити експлуатаційні витрати без втрати продуктивності.
КОЛИ РІЗЬБОФРЕЗА СТАЄ ДОЦІЛЬНІШИМ ВИБОРОМ
Переваги різьбофрезерування найповніше проявляються в тих випадках, коли застосування мітчиків пов’язане з технологічними обмеженнями або підвищеними вимогами до стабільності процесу. Насамперед це стосується обробки глухих і глибоких отворів, деталей, виготовлених із важкооброблюваних матеріалів, а також виробництв із широкою номенклатурою виробів, де важливими є універсальність інструмента і мінімізація часу переналагодження.
Під час формування різьби в глибоких або глухих отворах різьбофрезерування забезпечує ефективний контроль процесу завдяки поступовому формуванню профілю та надійному відведенню стружки із зони різання. Особливі переваги ця технологія демонструє під час обробки нержавіючих сталей, титанових і жароміцних сплавів, а також загартованих матеріалів із застосуванням спеціалізованих твердосплавних різьбофрез. Нижчі зусилля різання порівняно з нарізанням різьби мітчиком зменшують навантаження на інструмент, шпиндель і деталь, підвищуючи стабільність технологічного процесу.
ПОЛОМКА ІНСТРУМЕНТА: ПРИХОВАНІ ВИТРАТИ ВИРОБНИЦТВА
Поломка мітчика, особливо в деталі з високим ступенем готовності, часто призводить до браку або потребує складної операції з видалення уламків інструмента. Це спричиняє додаткові витрати, простої обладнання та втрату виробничого часу. Під час використання різьбофрези ризик таких наслідків зазвичай є значно нижчим.
У разі поломки інструмента його залишки, як правило, можна видалити з отвору без критичного пошкодження деталі, після чого продовжити обробку новим інструментом. Саме тому під час виготовлення дорогих деталей різьбофрезерування часто стає економічно доцільним рішенням, незважаючи на вищу початкову вартість інструмента.
ВИРОБНИЧИЙ ПРИКЛАД: ПЕРЕХІД ВІД МІТЧИКА ДО РІЗЬБОФРЕЗИ
Ефективність різьбофрезерування підтверджується практичними результатами його застосування на українських машинобудівних підприємствах. Під час обробки корпусної деталі зі сталі 30ХГСА (твердість 200–230 HB) на фрезерному оброблювальному центрі необхідно було сформувати різьбу М3 у чотирьох глухих отворах глибиною 10 мм.
Спочатку застосовувався мітчик М3 із покриттям TiN.
За режимів різання: частота обертання шпинделя — 200 об/хв, подача — 100 мм/хв, стійкість інструмента становила дві деталі (вісім
різьбових отворів).
Під час обробки третьої деталі відбувся злам мітчика.
Після переходу на різьбофрезу TaeguTec MTECS03024C120.5ISO TT9030 процес нарізання різьби було оптимізовано. Обробку виконували за два проходи з частотою обертання шпинделя 9500 об/хв і подачею 200 мм/х в. На момент складання акта одна різьбофреза забезпечила обробку
Такий приклад наочно підтверджує, що навіть за вищої початкової вартості інструмента різьбофрезерування дозволяє підвищити надійність процесу, зменшити ризик браку через поломку мітчика та знизити загальну собівартість виготовлення деталі. Таким чином, результати виробничих випробувань підтвердили, що різьбофрезерування забезпечує не лише технологічні, а й економічні переваги.
ЯКІСТЬ РІЗЬБИ, СТАБІЛЬНІСТЬ ПРОЦЕСУ ТА ПОВТОРЮВАНІСТЬ РЕЗУЛЬТАТУ
Для сучасного виробництва важливими показниками є не лише продуктивність, а й стабільність технологічного процесу. Саме тому під час вибору способу нарізання різьби дедалі
більше уваги приділяють якості отриманої поверхні, повторюваності результату та можливості швидко відновити процес після заміни інструмента. Формування різьби різьбофрезою потребує менших зусиль, ніж її нарізання мітчиком. Це знижує навантаження на інструмент, шпиндель і деталь та підвищує стабільність процесу. Крім того, використання різьбофрез із механічним кріпленням пластин забезпечує високу повторюваність після заміни різальної пластини. Це дозволяє підтримувати стабільні параметри обробки без додаткового переналагодження та скорочує час простою обладнання.
РІШЕННЯ TAEGUTEC ДЛЯ ЕФЕКТИВНОГО РІЗЬБОФРЕЗЕРУВАННЯ
Для реалізації переваг різьбофрезерування компанія TaeguTec пропонує інструмент як у суцільному твердосплавному виконанні, так і зі змінними різальними пластинами. Це дозволяє підібрати оптимальне рішення залежно від типу виробництва, матеріалу заготовки, геометрії різьби та вимог до продуктивності. Сучасні конструкції різьбофрез із оптимізованою геометрією різальної частини та зносостійкими марками твердого сплаву забезпечують стабільність процесу, високу якість різьби та зниження витрат на інструмент.
ВИСНОВКИ
Попри те, що мітчики залишаються ефективним рішенням для багатьох стандартних операцій, сучасні вимоги до продуктивності, гнучкості виробництва та мінімізації собівартості дедалі частіше змушують підприємства переглядати традиційні підходи до нарізання різьби. Різьбофрезерування відкриває ширші технологічні можливості: одна різьбофреза може використовуватися для різних типів різьби, забезпечувати високу якість поверхні, працювати зі складними матеріалами, зменшувати ризик браку та ефективніше використовувати інструментальне оснащення. У багатьох виробничих ситуаціях саме ці переваги визначають реальну економічну ефективність процесу. Таким чином, вибір технології формування різьби має ґрунтуватися не на ціні інструмента, а на оцінці повної вартості процесу. Для багатьох сучасних виробничих задач різьбофрезерування забезпечує оптимальне поєднання продуктивності, стабільності та економічної ефективності.
