Problémás menetfúrás

NC menetfúrás 01Sok szerszámgépkezelő a legszívesebben, amikor csak lehet, elkerülné a menetfúrási feladatokat, hiszen rengeteg veszélyt és problémát rejt egy egyszerű menetes furat elkészítése is. A dél-korea YG-1-nél azonban úgy gondolják, a megfutamodás nem lehet megoldás, inkább ki kell iktatni a problémákat.

A menetfúrás az egyik legbonyolultabb megmunkálási eljárás a forgács eltávolítása és a hűtés-kenés nehézségei miatt, valamint, hogy a fordulatszám és az előtolás nem variálható szabadon a menetemelkedés kötöttsége miatt.

A menetes furatok készítésekor a megfelelő szerszám kiválasztása a legfontosabb feladat. A munkadarabok gyártása során menetek elkészítése tipikusan az utolsó, befejező műveletek egyike, így egy rosszul megválasztott szerszámmal akár az addig befektetett munkát is teljes egészében elveszíthetjük.

Más menetkészítő szerszámok, mint az egyélű menet kiesztergálók csak hosszadalmas megmunkálás árán, több fogásvétel alatt tudják csak elérni a kívánt méretet, pontosságot, felületi érdességet. A többszöri fogásvétel a menetfúrásban elképzelhetetlen, a menet a fúró bemerülésével majd kiemelésével egyszerre és teljesen elkészül.

A menetfúrást természetesen ugyan úgy furatokban végzik, mint magát a fúrást vagy a dörzsárazást, azonban a forgácsnak fennmaradó hely lényegesen kevesebb ezekhez képest, mivel a menetfúró szerszám menetet kialakító éle folyamatosan az anyagban halad. Attól függetlenül, hogy látszólag elegendő hely áll rendelkezésre a forgácshoronyban, az effektív hely a forgács elvezetésére elég szűkös.

Más forgácsoló szerszámokkal ellentétben a felhasználók nem variálhatják szabadon a fordulatszámot és az előtolást a megfelelő forgácsolási körülmények biztosításáért, a menetemelkedés ezt nem teszi lehetővé. Ehelyett maradt az anyagminőség, keménység, geometria.

NC menetfúrás_02

Sok fontos kérdés felmerül a menetfúrással kapcsolatban. Nagyon fontos szempont, hogy a menet fúrásakor nem változtatható a leforgácsolt ráhagyás mértéke, a menetfúrónak egy fogásból el kell tudnia távolítani a teljes ráhagyást. Egy szabványos M12 (x1.75) menetfúrónak több anyagot kell eltávolítania, mint az M12 (x1.25) menetfúrónak. Teljes profil forgácsolásakor a a fúró egy előfúrt furatba hatol be, mely kissé nagyobb, mint a menetfúró végének átmérője. A bekezdőkúp első menete a menetprofil ráhagyásából a profiltő kis részét eltávolítja, majd ahogy elfordul a szerszám, a következő menet a bekezdőkúpon újabb ráhagyást távolít el. Végül, a bekezdőkúp végén a teljes menetprofil kialakításra kerül. Minden további menetelem a menet szabályzásában és a megvezetésben játszik szerepet. Alapvetően a menetfúrás tekinthető helikális üregelésnek is.

A nyomaték a menetfúrás során folyamatosan változik, kezdve ahogy a bekezdőkúp első menete belép az anyagba és gyorsan nő egészen addig, míg az első teljes menetprofil belép a munkadarabba, majd csökken egészen a menetfúrás végéig, mikor a fúró megáll, majd visszahúzás közben kitekeredik a furatból. Ez a folyamatos nyomatékváltozás hatást gyakorol a forgácsképződésre és -áramlásra is, végeredményben instabil forgácsolást okoz. A bevezetőkúp menetei, melyek fő forgácsoló éleknek tekinthetők, nagyobb nyomatékterhelést szenvednek és szignifikánsan befolyásolják a menet minőségét.

NC menetfúrás_03

A munkadarab anyaga szorosan körbefogja a menetfúrót. Sok anyagtípus összehúzódik és összeszorítja a menetfúrót, ami súrlódást és hőterhelést eredményez, megnövelve a nyomatékigényt és a szerszámgép terhelését.

Spirális forgácshornyos menetfúró használatakor a forgács, szerszám és munkadarab között súrlódás és hőterhelés jelentkezik, melynek következtében a rugalmas deformáció miatt méretpontossági hibák jelentkezhetnek, kilágyulhat, illetve felkeményedhet. A spirális forgácshornyú menetfúrók hajlamosak eltörni, mikor a zsákfurat alján megáll a fúró és az ellentétes irányba kezd el forogni. A menetfúró akkor áll meg, mikor még menetet vág és ezek a forgácsdarabok beszoríthatják a fúrót. A törés elkerülésére minden akadályon keresztül kell haladnia. Ha rövid a rendelkezésre álló menetkifutási hossz a zsákfuratban, a bekezdő kúpnak is jelentősen rövidebbnek kell lennie. Emiatt a menetfúrónak nagyobb nyomatékterhelést kell elviselnie, mint a terelőélű menetfúróknak, melyek hosszabb bekezdőkúppal rendelkeznek.

NC menetfúrás_04

Az eddig említett problémákon túl a menetfúrással könnyen elkövethető más megmunkálási hiba is. Néhány esetben a furat elején található menetek eltűnnek, elnyíródhatnak. Mikor a menetfúró előrehalad a furatban, fordulatonként egy menetemelkedésnyit kell bemerülnie. Amennyiben nem, akkor vagy túl nagy vagy túl alacsony az előtolási erő. Ha az előtolási erő túl nagy, akkor a menetfúró megvezető szakasza elnyírhatja a már elkészült menetszakaszt. Amennyiben nem elegendően nagy az előtolási erő, a menetfúró az ellenkező irányból fogja elnyírni a kész meneteket, végeredményben selejtes furatot készítve.

Jellemzően túl nagy vagy túl alacsony előtolóerő a menet készítés végeztével, a szerszám forgásirányának megfordításakor és visszahúzásakor jelentkezik. Ezt okozhatja a főorsó holtjátéka, a készülékek pontatlansága, illetve egyéb más okok is.

Mindegy, hogy túl nagy vagy túl alacsony az előtoló erő, végeredményben a menetszelvény töve túl vastag, csúcsa túl vékony lesz. A belső átmérőkre, a magátmérőre és a névleges átmérőre nem fog hatást gyakorolni. Menetes idomszerrel ez a hiba nem mutatható ki, mivel csak a középátmérőt ellenőrzi. A nyírás, azaz a túl nagy vagy túl alacsony előtolási erő eredményeként, a menet hosszának függvényében a menetellenőrző idomszer “nem-megy” oldala néhány menet mélységig be tud lépni a furatba. Ez a hiba általában mindig a nem megfelelő előtolási erő miatt alakul ki.

NC menetfúrás_05

A legtöbb esetben ez a hiba a készülékekben vagy a nem megfelelő menetfúró geometria miatt kialakuló axiális erőnek vagy a menetprofil két oldalának különböző ékszöginek köszönhető.

Továbbá a a menetfúró könnyebben törik, illetve a szerszámgép nagyobb teljesítményt vesz fel, ha ez a hiba fellép, mivel ilyenkor a menetfúró megvezető része is részt vesz a forgácsolásban és láthatóan több forgács is keletkezik, mint normál esetben.

Sokszor utolsó lehetőségként tekintenek ezekre a szerszámokra, mivel ezeken felül is számos probléma jelentkezhet. A különböző munkadarabanyagok és megmunkálási körülmények miatt számtalan menetfúró geometria, szerszámanyag és bevonat létezik. Olyan sok, hogy már komoly fejtörést okozhat a legmegfelelőbb kiválasztása.

NC menetfúrás_06

A menetfúrás a lehetséges megmunkálási módok közül akár a legmegfelelőbb is lehet. Azonban megoldást kell találni, hogy a menetfúró ne haladjon gyorsabban a furatban mint a menetemelkedés, pontosan illeszkedjen a megvezetés és meg kell akadályozni az előtolóerő ingadozása okozta nyírást. A problémák megoldásával egy széles körben megfelelő menetfúró szerszám geometria alakítható ki.

Az YG-1 bejelentése szerint az egyik ilyen megoldás lehet a “Combo Tap” nevű szerszámuk mely mind zsák-, mind átmenőfurathoz egyaránt alkalmazható. A szerszám speciális menetkialakító geometriája kiküszöböli ezeket a problémákat, továbbá kompenzálja a forgácsolóerőket, mellyel csökkenthető a kopás mértéke és így nő a szerszámélettartam.

A gyártó szerint a szerszám kisebb nyomaték igénnyel rendelkezik, jobb forgácselvezetést biztosít, illetve sok menetfúróval ellentétben számos anyagtípusra egyaránt alkalmazható.

forrás: etmm-online.com