Blog
Gwintownik skrawający czy wygniatak - jak dobrać metodę do materiału i otworu?
Gwintownik skrawający i wygniatak prowadzą do tego samego celu, czyli wykonania gwintu wewnętrznego, ale robią to w zupełnie inny sposób. Pierwszy odcina materiał i wytwarza wióry. Drugi plastycznie przemieszcza materiał, formując zarys gwintu bez jego skrawania. Ta różnica wpływa na dobór średnicy otworu, wymagany moment obrotowy, smarowanie, kontrolę wiórów oraz przydatność narzędzia do konkretnego materiału.
Nie warto wybierać metody tylko na podstawie średnicy i skoku gwintu. Ten sam gwint M8 może wymagać innego narzędzia w stali konstrukcyjnej, aluminium i żeliwie, a także innego rozwiązania w otworze przelotowym niż w głębokim otworze nieprzelotowym.
Potrzebujesz dobrać narzędzie do konkretnego gwintu, materiału i maszyny? Prześlij nam rysunek detalu oraz informacje o otworze. Skontaktuj się z Technar.
Najważniejsza różnica: wiór albo odkształcenie materiału
Gwintownik skrawający ma ostrza i rowki, które usuwają materiał z otworu. Powstające wióry muszą zostać bezpiecznie wyprowadzone ze strefy obróbki. Jeżeli zakleszczą się między narzędziem a gwintem, rośnie moment obrotowy, pogarsza się powierzchnia i zwiększa ryzyko wykruszenia albo złamania narzędzia.
Wygniatak nie ma klasycznych rowków wiórowych, ponieważ nie odcina materiału. Jego wielokątna część robocza wywiera nacisk na ścianki otworu i plastycznie kształtuje zarys. Brak wiórów ułatwia prowadzenie stabilnego procesu w produkcji seryjnej, szczególnie w otworach, z których usuwanie wiórów byłoby trudne. Jednocześnie proces wymaga materiału zdolnego do odkształcenia oraz bardzo dobrej kontroli otworu wstępnego.
Materiał obrabiany decyduje, czy wygniatanie ma sens
Wygniatanie sprawdza się przede wszystkim w materiałach plastycznych, które mogą zostać uformowane bez pękania. W zależności od gatunku i zaleceń producenta narzędzia mogą to być między innymi stale o odpowiedniej plastyczności, stale nierdzewne, aluminium, miedź i wybrane stopy metali nieżelaznych. Dokładny zakres trzeba zawsze potwierdzić dla konkretnego wygniataka.
Materiały kruche, dające krótki łamliwy wiór, zwykle nie są naturalnym wyborem do wygniatania. W takich przypadkach częściej stosuje się gwintownik skrawający. Nie należy jednak opierać decyzji wyłącznie na ogólnej nazwie materiału. Dwie stale nierdzewne albo dwa stopy aluminium mogą różnić się plastycznością, twardością i skłonnością do przywierania do narzędzia.
Otwór przelotowy i nieprzelotowy a kierunek wiórów
Przy gwintowaniu skrawającym geometria narzędzia powinna kierować wióry tam, gdzie mają przestrzeń. Gwintowniki ze skośną powierzchnią natarcia, często określane jako spiral point, popychają wióry przed narzędzie i są typowym rozwiązaniem do otworów przelotowych. Gwintowniki ze spiralnym rowkiem wyciągają wióry w stronę wejścia, dlatego stosuje się je często w otworach nieprzelotowych.
To nie jest detal katalogowy, lecz warunek stabilności procesu. Zastosowanie geometrii wypychającej wióry w ślepym otworze może doprowadzić do ich sprasowania na dnie. Z kolei źle dobrany rowek w otworze przelotowym może niepotrzebnie utrudniać ewakuację. Wygniatak eliminuje ten problem, ale nadal trzeba pozostawić odpowiednią przestrzeń na wybieg narzędzia i uwzględnić kształt dna otworu.
Średnica otworu pod gwint nie jest taka sama
Otwór pod wygniatak jest większy niż otwór pod gwintownik skrawający dla tego samego nominalnego gwintu. Wynika to z tego, że materiał nie jest usuwany, lecz przemieszczany do wnętrza zarysu. Zastosowanie średnicy przeznaczonej dla gwintownika skrawającego może gwałtownie zwiększyć opory, pogorszyć formowanie gwintu i przeciążyć narzędzie lub maszynę.
Przy wygniataniu tolerancja średnicy otworu ma szczególne znaczenie. Otwór zbyt mały zwiększa moment i stopień wypełnienia gwintu, a zbyt duży może dać niepełny zarys oraz niewystarczającą nośność. Warto korzystać z tabel producenta i kontrolować rzeczywistą średnicę po wierceniu, a nie tylko nominalny wymiar wiertła. Pomocne punkty odniesienia znajdziesz w zestawieniach średnic otworów pod gwintowniki oraz średnic otworów pod wygniataki.
Moment obrotowy, smarowanie i możliwości maszyny
Formowanie gwintu wymaga zwykle większego momentu obrotowego niż skrawanie. Przed zmianą technologii trzeba więc sprawdzić możliwości wrzeciona lub oprawki gwintującej, zwłaszcza przy większych średnicach, twardszym materiale i wysokim stopniu wypełnienia gwintu. Znaczenie ma również synchronizacja posuwu z obrotami. Błąd synchronizacji obciąża narzędzie osiowo i może pogorszyć obie metody.
Wygniatanie opiera się na intensywnym kontakcie narzędzia z materiałem, dlatego smarowanie jest krytyczne. Medium powinno ograniczać tarcie i docierać do całej części roboczej. Przy gwintowaniu skrawającym chłodziwo lub olej dodatkowo pomaga usuwać wióry i ograniczać ich przyklejanie. W obu przypadkach trzeba stosować zalecenia producenta narzędzia i uwzględnić materiał obrabiany.
Jakość i wytrzymałość wykonanego gwintu
Gwint formowany ma charakterystyczny zarys wierzchołka wynikający z przepływu materiału. Nie powinien być oceniany tak samo jak gwint skrawany wyłącznie na podstawie wyglądu przekroju. W zastosowaniach, w których obowiązują konkretne wymagania konstrukcyjne, odbiorcze lub branżowe, możliwość użycia wygniataka należy potwierdzić w dokumentacji detalu.
Wygniatanie może zapewnić gładką powierzchnię i korzystne umocnienie warstwy przy zarysie, ale nie oznacza automatycznie, że zawsze da lepszy gwint. Na wynik wpływają średnica otworu, smarowanie, materiał, stan narzędzia, bicie oraz poprawna kontrola sprawdzianem. Gwintownik skrawający pozostaje bardziej uniwersalny materiałowo i bywa konieczny tam, gdzie materiału nie można bezpiecznie formować.
Jak podjąć decyzję w praktyce?
- Sprawdź dokładny gatunek i twardość materiału. Nie zakładaj, że cała grupa materiałowa nadaje się do tej samej metody.
- Określ rodzaj i głębokość otworu. Przy skrawaniu dobierz kierunek odprowadzania wiórów, a przy obu metodach zapewnij miejsce na wybieg.
- Dobierz właściwy otwór wstępny. Użyj danych dla konkretnego narzędzia, skoku i materiału oraz sprawdź średnicę po wykonaniu otworu.
- Zweryfikuj moment i synchronizację maszyny. Jest to szczególnie ważne przed przejściem ze skrawania na wygniatanie.
- Zaplanuj smarowanie i kontrolę jakości. Ustal medium, sposób podania oraz właściwy sprawdzian przed uruchomieniem serii.
Jeśli gwintownik pęka mimo poprawnego doboru metody, przyczyną może być również bicie, niewspółosiowość, niewłaściwa głębokość, zużycie narzędzia albo zalegające wióry. Kolejne kroki diagnostyczne opisujemy w artykule jak uniknąć złamania gwintownika w obróbce CNC. Narzędzia i dokumentację producenta można też porównać w dziale katalogów Yamawa.
Podsumowanie
Gwintownik skrawający jest naturalnym wyborem, gdy materiał trzeba usunąć, a jego geometria pozwala kontrolować wióry w danym typie otworu. Wygniatak warto rozważyć w materiałach plastycznych, szczególnie gdy brak wiórów poprawia powtarzalność procesu. Warunkiem jest właściwa średnica otworu, wystarczający moment, skuteczne smarowanie i potwierdzenie, że zarys formowanego gwintu spełnia wymagania detalu. Decyzja powinna wynikać z całego procesu, a nie wyłącznie z oznaczenia gwintu.