CNC-työstökoneiden suosion myötä kierrejyrsintätekniikkaa käytetään yhä enemmän koneenrakennusteollisuudessa. Kierrejyrsintä on CNC-työstökoneen kolmiaksiaalinen niveljärjestelmä, jossa kierrejyrsintä käytetään spiraalimaiseen interpolaatiojyrsintään kierteiden muodostamiseksi. Jyrsin tekee pyöreän liikkeen vaakatasossa ja siirtää lineaarisesti kierteen nousua pystytasossa. Kierrejyrsinnällä on monia etuja, kuten korkea prosessointitehokkuus, korkea kierteen laatu, hyvä työkalun monipuolisuus ja hyvä prosessointiturvallisuus. Tällä hetkellä käytössä on monenlaisia kierrejyrsintätyökaluja. Tässä artikkelissa analysoidaan ja esitellään useita yleisiä kierrejyrsimiä sovellusominaisuuksien, työkalurakenteen ja prosessointitekniikan näkökulmasta.
1 Tavallinen konepuristimilla varustettu kierrejyrsin
Puristintyyppinen kierrejyrsin on yleisimmin käytetty ja edullisin työkalu kierrejyrsinnässä. Sen rakenne on samanlainen kuin tavallisen puristintyyppisen jyrsimen. Se koostuu uudelleenkäytettävästä työkalunpitimestä ja helposti vaihdettavasta terästä. Jos sinun on työstettävä kartiokierteitä, voit käyttää myös erityisiä työkalunpitimiä ja teriä kartiokierteisiin. Tässä terässä on useita kierrejyrsintähampaita. Työkalu voi työstää useita kierrehampaita kerrallaan kierreviivaa pitkin. Esimerkiksi yksi jyrsin, jossa on 5 x 2 mm:n kierrejyrsintä, voi työstää 5 kierrehammasta 10 mm:n kierteen syvyydellä kierreviivaa pitkin. Käsittelytehokkuuden parantamiseksi entisestään voidaan käyttää moniteräistä konepuristinkierrejyrsintä. Leikkuuterien määrää lisäämällä syöttönopeutta voidaan lisätä merkittävästi, mutta kehälle jakautuneet kunkin terän väliset säteittäiset ja aksiaaliset sijaintivirheet vaikuttavat kierteen työstötarkkuuteen. Jos et ole tyytyväinen moniteräisen konepuristinkierrejyrsimen kierteen tarkkuuteen, voit myös kokeilla asentaa vain yhden terän työstöön. Koneella kiinnitettävää kierrejyrsintä valittaessa on pyrittävä valitsemaan suurempi halkaisijaltaan oleva varsi (työkalun jäykkyyden parantamiseksi) ja sopiva terämateriaali ottaen huomioon esimerkiksi työstettävän kierteen halkaisijan ja syvyyden sekä työkappaleen materiaalin. Kierrejyrsimen kierteen työstösyvyys määräytyy työkalunpitimen tehokkaan leikkaussyvyyden mukaan. Koska terän pituus on pienempi kuin työkalupalkin tehokas leikkaussyvyys, kierre on työstettävä kerroksittain, kun työstettävän kierteen syvyys on suurempi kuin terän pituus.
2 Tavallinen integroitu kierrejyrsin
Integroidut kierrejyrsimet valmistetaan enimmäkseen täyskovametallimateriaaleista, ja jotkut ovat myös pinnoitettuja. Integroidulla kierrejyrsimellä on kompakti rakenne ja se soveltuu paremmin keskikokoisten ja pienten kierteiden työstöön; on myös integroituja kierrejyrsimiä kartiokierteiden työstöön. Tällaisella työkalulla on hyvä jäykkyys, erityisesti kierreuralla varustetulla integroidulla kierrejyrsimellä, joka voi tehokkaasti vähentää leikkauskuormitusta ja parantaa prosessointitehokkuutta erittäin kovien materiaalien työstössä. Integroidun kierrejyrsimen leikkausreuna on peitetty kierrejyrsintähampailla, ja koko kierrejyrsintä voidaan suorittaa spiraaliviivaa pitkin viikon ajan. Puristintyyppisen työkalun tapaan ei tarvita kerrostettua prosessointia, joten prosessointitehokkuus on korkeampi, mutta hinta on suhteellisen korkea.
3 Integroitu kierrejyrsin viisteytystoiminnolla
Viisteenjyrsimen rakenne on samanlainen kuin tavallisen kierteenjyrsimen, mutta siinä on erityinen viistejyrsin leikkuuterän tyvessä (tai päässä), joka voi työstää kierteen pään viisteen samalla kun kierrettä työstetään. Viisteykseen on kolme menetelmää. Kun työkalun halkaisija on riittävän suuri, viistejyrsintä voidaan käyttää suoraan viisteen tekemiseen. Tämä menetelmä rajoittuu sisäisen kierrereiän viisteeseen. Kun työkalun halkaisija on pieni, viistejyrsintä voidaan käyttää viisteen tekemiseen pyörivällä liikkeellä. Mutta kun viistettä käytetään leikkuuterän tyvessä, on kiinnitettävä huomiota työkalun leikkausosan ja kierteen väliseen etäisyyteen häiriöiden välttämiseksi. Jos työstetty kierteen syvyys on pienempi kuin työkalun tehokas leikkauspituus, työkalu ei pysty toteuttamaan viistejyrsintätoimintoa. Siksi työkalua valittaessa on varmistettava, että tehokas leikkauspituus ja kierteen syvyys vastaavat toisiaan.
4 Kierrepora ja jyrsin
Kierrepora-jyrsin on valmistettu täyskovametallista, joka on tehokas työstötyökalu pienten ja keskikokoisten sisäkierteiden työstämiseen. Kierrepora-jyrsin voi suorittaa kierteitettyjen pohjareikien poraamisen, reiän viisteen tekemisen ja sisäkierteen työstämisen samanaikaisesti, mikä vähentää käytettävien työkalujen määrää. Tämän työkalun haittapuolena on kuitenkin sen heikko monipuolisuus ja suhteellisen kallis hinta. Työkalu koostuu kolmesta osasta: porapään poraosasta, keskellä olevasta kierrejyrsinosasta ja leikkuuterän tyvessä olevasta viistereunasta. Poratun osan halkaisija on kierteen pohjahalkaisija, jonka työkalu voi työstää. Poratun osan halkaisijan rajoittamana kierrepora-jyrsin voi työstää vain yhden spesifikaation mukaisia sisäkierteitä. Kierrepora-jyrsintä valittaessa on otettava huomioon paitsi työstettävän kierrereiän spesifikaatio, myös työkalun tehokkaan työstöpituuden ja työstetyn reiän syvyyden yhteensopivuus, muuten viisteytystoimintoa ei voida toteuttaa.
5-kierteinen ruuvijyrsin
Kierrepora ja jyrsin on myös täyskovametallityökalu sisäkierteiden tehokkaaseen työstöön, ja sillä voidaan työstää samanaikaisesti sekä pohjareikiä että kierteitä. Työkalun päässä on leikkuureuna kuten varsijyrsimessä. Koska kierteen kierrekulma ei ole suuri, kun työkalu tekee spiraalimaisen liikkeen kierteiden työstämiseksi, päätyleikkuureuna leikkaa ensin työkappaleen materiaalin pohjareiän muodostamiseksi, ja sitten kierre työstetään työkalun takaosasta. Joissakin kierreporajyrsimissä on myös viistereuna, joka voi samanaikaisesti työstää reiän viisteen. Työkalulla on korkea työstötehokkuus ja se on monipuolisempi kuin kierrepora- ja jyrsinleikkureilla. Työkalun työstettävä sisäkierteen aukon alue on D～2D (D on jyrsimen rungon halkaisija).
6 Jyrsintä syvälle kierteelle
Syväkierrejyrsin on yksihampainen kierrejyrsin. Yleisessä kierrejyrsimessä on useita kierteen työstöhampaita leikkaussärmässä. Työkalun ja työkappaleen välinen kosketuspinta-ala on suuri, leikkausvoima on myös suuri, ja työkalun halkaisijan on oltava pienempi kuin kierteen aukko sisäkierteitä työstettäessä. Koska jyrsinrungon halkaisija on rajallinen, mikä vaikuttaa jyrsimen jäykkyyteen, ja jyrsintä pakotetaan toiselle puolelle kierteitä jyrsittäessä, on helppo luopua työkalusta syviä kierteitä jyrsittäessä, mikä vaikuttaa kierteen työstön tarkkuuteen. Siksi yleisten kierrejyrsinterien tehokas leikkaussyvyys on noin kaksi kertaa terän rungon halkaisija. Yksihampaisten syväkierrejyrsinterien käyttö voi paremmin ratkaista edellä mainitut puutteet. Leikkausvoiman pienentyessä kierteen työstösyvyyttä voidaan suuresti lisätä, ja työkalun tehokas leikkaussyvyys voi olla 3–4 kertaa työkalun rungon halkaisija.
7 Kierrejyrsintätyökalujärjestelmä
Monipuolisuus ja tehokkuus ovat kierrejyrsinkoneiden huomattava ristiriita. Joillakin yhdistelmätoimintoja omaavilla työkaluilla (kuten kierrepora- ja jyrsinkoneilla) on korkea prosessointitehokkuus, mutta huono monipuolisuus, ja monipuoliset työkalut eivät usein ole tehokkaita. Tämän ongelman ratkaisemiseksi monet työkaluvalmistajat ovat kehittäneet modulaarisia kierrejyrsintyökalujärjestelmiä. Työkalujärjestelmä koostuu yleensä työkalunpitimestä, vastaporaavasta viisteterästä ja yleisestä kierrejyrsimestä. Erilaisia vastaporaavia viisteteriä ja kierrejyrsimiä voidaan valita prosessointivaatimusten mukaan. Tällä työkalujärjestelmällä on hyvä monipuolisuus ja korkea prosessointitehokkuus, mutta työkalun hinta on suhteellisen korkea.
Yllä on lyhyesti esitelty useiden yleisesti käytettyjen kierrejyrsintyökalujen toimintoja ja ominaisuuksia. Jäähdytys on myös erittäin tärkeää kierteiden jyrsinnässä. On suositeltavaa käyttää työstökoneita ja työkaluja, joissa on sisäinen jäähdytys. Koska työkalun pyöriessä suurella nopeudella ulkoinen jäähdytysneste ei pääse helposti sisään keskipakoisvoiman vaikutuksesta. Sisäisen jäähdytyksen lisäksi, joka jäähdyttää työkalua hyvin, on tärkeämpää, että korkeapaineinen jäähdytysneste auttaa lastunpoistossa pohjareikien kierteitä työstettäessä. Erityisesti pienten halkaisijoiden sisäkierrereikien työstössä tarvitaan suurempaa sisäistä jäähdytyspainetta. Varmista sujuva lastunpoisto. Lisäksi kierrejyrsintyökalua valittaessa on otettava kattavasti huomioon erityiset työstövaatimukset, kuten tuotantoerä, ruuvinreikien lukumäärä, työkappaleen materiaali, kierteen tarkkuus, kokovaatimukset ja monet muut tekijät, ja työkalu on valittava kohtuullisesti.
Julkaisun aika: 30.11.2021
