Co to są gwintowniki walcowane i dlaczego przewyższają gwintowniki skrawane w przypadku gwintowania na dużą skalę?

Gwintowanie jest jedną z najważniejszych operacji w produkcji precyzyjnej, a wybór oprzyrządowania bezpośrednio decyduje o tym, czy linia produkcyjna będzie rentowna, czy nie.Krany rolowanestały się dominującym rozwiązaniem w branżach produkujących masową produkcję, stale zapewniając dłuższą żywotność narzędzia, doskonałą wytrzymałość gwintu i znacznie niższe koszty jednostkowe w porównaniu z konwencjonalnymi gwintownikami. W przypadku producentów wykonujących tysiące otworów gwintowanych na zmianę różnica nie jest marginalna — ma charakter transformacyjny.

Na Taizhou Hongyi Precision Tools Co., Ltd.nasi inżynierowie spędzili lata na udoskonalaniu geometrii, składu materiału i obróbki powierzchni naszych gwintowników, aby sprostać rygorystycznym wymaganiom branży motoryzacyjnej, lotniczej, elektronicznej i ogólnej obróbki metali. W tym artykule szczegółowo opisano, czym są gwintowniki walcowane, w jaki sposób przewyższają one gwintowniki skrawane pod każdym mierzalnym parametrem oraz dlaczego wiodący producenci na całym świecie zmieniają swoje operacje gwintowania na rzecz technologii gwintowania.

Spis treści

• Co to są krany rolowane i jak działają?
• Czym gwintowniki walcowane różnią się od gwintowników ciętych mechanizmem i efektem?
• Dlaczego gwintowniki walcowane przewyższają gwintowniki skrawane przy gwintowaniu na dużą skalę?
• Jakie są pełne specyfikacje naszych gwintowników?
• Do jakich materiałów najlepiej nadają się krany rolowane?
• Jak wybrać odpowiedni kran do swojego zastosowania?
• Streszczenie
• Często zadawane pytania

Co to są krany rolowane i jak działają?

Gwintowniki walcowe, zwane także gwintownikami kształtowymi lub bezrowkowymi, to narzędzia skrawające przeznaczone do tworzenia gwintów wewnętrznych w procesie formowania na zimno, a nie do cięcia i usuwania materiału. W przeciwieństwie do tradycyjnych kranów, które wykorzystują rowki do usuwania wiórów,Krany rolowaneprzesunąć materiał przedmiotu obrabianego, wciskając go w profil gwintu. Rezultatem jest nić, która jest fizycznie gęstsza, mocniejsza i bardziej spójna wymiarowo niż cokolwiek wytwarzanego konwencjonalnymi metodami cięcia.

Zasada działania opiera się na geometrii przekroju poprzecznego z ząbkami. Gdy gwintownik obraca się do wstępnie wywierconego otworu, płaty stykają się z materiałem w określonych punktach nacisku, stopniowo tworząc spiralę gwintu, nie generując żadnych wiórów. Ten proces bezwiórowy jest prawdopodobnie najważniejszą różnicą między metodami walcowania i cięcia — eliminuje problemy z odprowadzaniem wiórów, zapobiega ponownemu skrawaniu wiórów i pozwala na zastosowanie podawania chłodziwa bezpośrednio do strefy formowania.

Oto szczegółowy opis działania procesu formowania walcowanego kranu:

• Wiercony jest otwór prowadzący o precyzyjnej wielkości — nieco większy niż wymagany do gwintowania skrawającego, aby pomieścić przemieszczony materiał.
• Gwintownik wchodzi do otworu pod kontrolowanym momentem obrotowym, a płaty zaczynają stykać się ze ścianą otworu.
• Promieniowy nacisk wywierany przez płaty odkształca plastycznie metal na zewnątrz i do góry, stopniowo zwiększając kształt gwintu przy każdym obrocie.
• Struktura ziarna materiału dopasowuje się do konturu gwintu, a nie jest przerywana, co skutkuje utwardzanymi powierzchniami gwintu, które są odporne na zużycie i zmęczenie.
• Gwint wycofuje się czysto, pozostawiając kompletny gwint bez wiórów i zadziorów na wejściu gwintu.

W firmie Taizhou Hongyi Precision Tools Co., Ltd. nasze gwintowniki są produkowane w geometrii bez rowków szlifowanych wielokątnie, która zapewnia równomierny promieniowy rozkład ciśnienia we wszystkich płatach. Ten precyzyjny proces szlifowania wykonywany jest na szlifierkach narzędziowych CNC pochodzenia szwajcarskiego z tolerancjami w granicach 0,003 mm, gwarantując jakość gwintu zgodną jednocześnie z normami ISO, DIN i ANSI. Nasza linia produktów obejmuje rozmiary metryczne od M2 do M30, a także gwinty calowe UNC i UNF, dostępne zarówno w konfiguracji standardowej, jak i z długim trzpieniem.

Czym gwintowniki walcowane różnią się od gwintowników ciętych mechanizmem i efektem?

Mechaniczne rozróżnienie pomiędzy gwintownikami walcowanymi i tnącymi sięga znacznie głębiej niż wygląd powierzchni. Zrozumienie różnicy na poziomie procesu jest niezbędne dla każdego inżyniera produkcji oceniającego oprzyrządowanie do zastosowań związanych z gwintowaniem o dużej wydajności.

Funkcja wycinania kranów poprzez usuwanie materiału. Ich rowki tworzą krawędzie skrawające, które przecinają przedmiot obrabiany, a powstałe wióry muszą być odprowadzane przez kanały rowków. Ten proces usuwania materiału nieodłącznie odcina strukturę ziarnistą metalu wzdłuż kształtu gwintu. Odcięta powierzchnia jest stosunkowo słaba, wykazuje punkty inicjacji mikropęknięć i nie zwiększa utwardzania przez zgniot. Ponadto wymagania dotyczące zarządzania wiórami oznaczają, że dostarczanie chłodziwa, liczba rowków i prędkość posuwu muszą być starannie dobrane, aby zapobiec gromadzeniu się wiórów — jednej z głównych przyczyn pękania gwintowników w produkcji z dużą prędkością.

Gwinty rolowane tworzą gwinty poprzez formowanie, a nie usuwanie. Poniższa tabela porównawcza ilustruje podstawowe różnice mechaniczne i wyjściowe pomiędzy obiema metodami:

Nasz zespół inżynierów w Taizhou Hongyi Precision Tools Co., Ltd. przeprowadziła wewnętrzne testy porównujące nasze gwintowniki walcowane z wiodącymi markami gwintowników skrawanych na elementach obrabianych z aluminium 6061-T6 i stali nierdzewnej 304. W przypadku aluminium nasze gwintowniki kształtowe konsekwentnie wykonywały ponad 12 000 otworów na narzędzie przed mierzalnym zużyciem. Wytnij gwintowniki w tym samym materiale, średnio od 1500 do 2800 otworów. Różnica w wydajności nie jest twierdzeniem marketingowym — jest to mierzalna wydajność produkcji, która bezpośrednio przekłada się na oszczędności w kosztach narzędzi, które szybko skalują się w środowiskach masowych.

Dlaczego gwintowniki walcowane przewyższają gwintowniki skrawane przy gwintowaniu na dużą skalę?

Kiedy wielkość produkcji sięga tysięcy otworów na zmianę, każdy aspekt wydajności narzędzia ma większy wpływ finansowy. Gwintowniki walcowane przewyższają gwintowniki skrawane w scenariuszach o dużej objętości w pięciu różnych wymiarach wydajności, z których każdy zwiększa ogólną przewagę w zakresie wydajności.

1. Wydłużona żywotność narzędzia zmniejsza koszt w przeliczeniu na gwint

Ponieważ gwintowniki walcowane raczej formują się niż tną, nie występuje postępujące zużycie krawędzi geometrii skrawającej. W występach występuje stopniowe i przewidywalne zużycie ściskające, a nie odpryski krawędzi i zużycie powierzchni przyłożenia, które pogarszają geometrię gwintownika. Z naszych danych z testów fabrycznych na liniach produkcyjnych wsporników samochodowych wynika, że ​​gwintowniki walcowane osiągnęły co najmniej 5-krotnie dłuższą trwałość narzędzia w porównaniu z równoważnymi gwintownikami skrawanymi, redukując koszt oprzyrządowania na otwór o ponad 70 procent, biorąc pod uwagę przestoje związane z wymianą narzędzia.

2. Generowanie zerowych chipów eliminuje najczęstszy tryb awarii

Ubijanie wiórów jest główną przyczyną pękania gwintowników w zastosowaniach z otworami nieprzelotowymi. Pojedynczy uszkodzony kran w aluminiowej obudowie lub stalowym bloku może spowodować, że cała część zostanie złomowana – co jest kosztownym skutkiem pomnożonym w przypadku tysięcy części. Rolling Taps nie wytwarzają żadnych wiórów, całkowicie eliminując ten rodzaj awarii z równania produkcyjnego. Chłodziwo służy wyłącznie do smarowania i kontroli temperatury, a nie do odprowadzania wiórów.

3. Doskonała wytrzymałość gwintu poprawia jakość produktu końcowego

Proces formowania na zimno stosowany w firmie Rolling Taps pozwala uzyskać utwardzaną przez zgniot powierzchnię gwintu o ciągłym przepływie ziaren. Niezależne badanie rozciągania potwierdza, że ​​gwinty kształtowe wykazują o 10 do 30 procent wyższą wytrzymałość na zdzieranie w porównaniu z gwintami skrawanymi z równoważnych materiałów i klas gwintów. W przypadku elementów złącznych konstrukcyjnych w montażu samochodów lub maszyn ta zaleta wytrzymałościowa bezpośrednio zwiększa marginesy bezpieczeństwa produktu.

4. Krótsze czasy cykli dzięki wyższym prędkościom wrzeciona

Bez konieczności zarządzania odprowadzaniem wiórów, gwintowniki walcowe mogą pracować przy znacznie wyższych prędkościach powierzchniowych. Nasze zalecane parametry prędkości skrawania aluminium pozwalają na osiągnięcie prędkości wrzeciona nawet o 40 procent większej niż w przypadku porównywalnych operacji gwintowania. W komórce o dużej wydajności, w której wytwarza się 6000 części dziennie, skrócenie czasu cyklu może oznaczać jedną dodatkową zmianę wydajności maszyny bez dodatkowych inwestycji kapitałowych.

5. Lepsze wykończenie gwintu zmniejsza liczbę odrzuceń na dalszym etapie kontroli

Polerowana, utwardzana przez zgniot powierzchnia gwintu produkowana przez Rolling Taps ma wykończenie powierzchni zwykle w zakresie od 0,4 do 0,8 Ra, w porównaniu do 1,6 Ra lub gorszego w przypadku gwintowników ciętych. To doskonałe wykończenie zmniejsza tarcie w zmontowanych połączeniach elementów złącznych, poprawia odporność na korozję w zagłębieniu gwintu i stale przechodzi kontrolę sprawdzianu z większą szybkością niż gwinty skrawane. Nasi klienci z sektora obudów do elektroniki zgłosili poprawę wskaźnika przejść kontroli o 15 do 22 procent po przejściu na nasze gwintowniki rolowane.

Jakie są pełne specyfikacje naszych gwintowników?

Taizhou Hongyi Precision Tools Co., Ltd. produkuje gwintowniki w szerokiej gamie rozmiarów, materiałów, powłok i standardów gwintów. Poniższe tabele specyfikacji przedstawiają nasz standardowy katalog produkcyjny. Specyfikacje niestandardowe, w tym niestandardowe podziałki, wydłużone trzpienie i powłoki specjalne, są dostępne na żądanie, a czas realizacji wynosi od 7 do 15 dni roboczych. 

Standardowy zakres rozmiarów gwintowników metrycznych

Opcje materiałów i powłok

Kluczowe parametry wydajności produktu

• Klasa tolerancji gwintu: standard 6H, 5H i 7H dostępne na zamówienie
• Tolerancja chwytu: h6 dla kompatybilności z CNC i głowicą gwintującą
• Typ napędu: napęd kwadratowy, chwyt sześciokątny lub chwyt prosty z płaską powierzchnią Weldon
• Doprowadzanie chłodziwa: Zalew zewnętrzny, chłodziwo przez narzędzie lub kompatybilne z MQL (smarowanie minimalną ilością).
• Standardy gwintów: metryczne ISO, DIN, ANSI/ASME calowe (UNC/UNF), dostępne BSP
• Opakowanie: Indywidualna koszulka ochronna, opakowania zbiorcze po 10 lub 25 sztuk, do użytku na hali produkcyjnej
• Certyfikacja: ISO 9001:2015, materiały zgodne z RoHS, certyfikaty identyfikowalności materiałów na życzenie

Do jakich materiałów najlepiej nadają się krany rolowane?

Wybór materiału jest jednym z najważniejszych czynników decydujących o tym, czy kran rolowany zapewni pełny potencjał wydajności. Ponieważ proces formowania opiera się na odkształceniu plastycznym przedmiotu obrabianego, materiał musi mieć wystarczającą plastyczność, aby przepływać pod ciśnieniem promieniowym bez pękania. Z reguły materiały o wartościach wydłużenia przekraczających 10 procent w próbie rozciągania są doskonałymi kandydatami do gwintowania kształtowego.

Poniższe materiały reprezentują podstawowy zakres zastosowań naszych gwintownikówTaizhou Hongyi Precision Tools Co., Ltd.:

Materiały niezalecane do gwintowników walcowanych obejmują żeliwo szare, stal hartowaną powyżej 40 HRC, ceramikę i wszelkie materiały kruche o wydłużeniu poniżej 8 procent. W takich przypadkach konwencjonalne gwintowniki z nacięciem pozostają właściwym wyborem, a nasza fabryka dysponuje pełną, uzupełniającą gamą gwintowników ze spiralnym rowkiem i spiralnym nacięciem do tych zastosowań.

Jak wybrać odpowiedni kran do swojego zastosowania?

Wybór optymalnego gwintownika walcowanego do konkretnego zastosowania gwintowania wymaga oceny sześciu kluczowych parametrów po kolei. Systematyczne przejście przez ten proces selekcji gwarantuje, że wybrane narzędzie zapewni maksymalną wydajność i najdłuższą możliwą żywotność.

• Krok 1 — Potwierdź plastyczność materiału:Sprawdź, czy materiał przedmiotu obrabianego ma wystarczające wydłużenie do formowania na zimno. Jeśli to konieczne, poproś o certyfikat materiałowy. Aluminium, stal miękka i miedź są proste. Stal nierdzewna i tytan wymagają dodatkowych konsultacji w sprawie gatunku narzędzia i parametrów procesu.
• Krok 2 — Zdefiniuj standard i klasę gwintu:Określ, czy potrzebujesz gwintu metrycznego ISO (seria M), UNC, UNF, czy specjalnego kształtu gwintu. Określ wymaganą klasę tolerancji — 6H jest standardem w większości ogólnych zastosowań inżynieryjnych, natomiast 5H jest stosowane tam, gdzie krytyczne znaczenie ma ściślejsze dopasowanie. Nasz zespół sprzedaży w Taizhou Hongyi Precision Tools Co., Ltd. może dostarczyć zalecenia dotyczące tolerancji w oparciu o specyfikacje współpracującego łącznika.
• Krok 3 — Oblicz prawidłową średnicę otworu prowadzącego:Gwintowanie kształtowe wymaga otworu prowadzącego o 1 do 3 procent większego niż równoważny otwór prowadzący do gwintowania skróconego. Użycie niewłaściwej średnicy otworu prowadzącego jest najczęstszą przyczyną powstawania zbyt dużych lub zbyt małych gwintów przy przejściu z gwintowania skrawającego na gwintowanie kształtowe. W naszej dokumentacji technicznej znajdują się dokładne tabele otworów prowadzących dla każdego rozmiaru z naszego asortymentu.
• Krok 4 — Wybierz materiał bazowy i powłokę:Użyj HSS-M2 jasnego do miękkich metali nieżelaznych, HSS-E z powłoką TiN do zastosowań stalowych i węglika z TiAlN do stopów hartowanych lub egzotycznych. Wybór powłoki wpływa bezpośrednio na odporność na narosty na krawędziach, maksymalną prędkość skrawania i trwałość narzędzia w przypadku każdej kategorii materiału.
• Krok 5 — Określ konfigurację napędu i chwytu:Centra obróbcze CNC wymagają chwytu prostego z tolerancją h6 do montażu tulei zaciskowej lub uchwytu gwintownika. Dedykowane głowice gwintujące mogą wymagać kwadratowych chwytów napędowych. Sprawdź dostępność kompensacji wrzeciona — w przypadku gwintowania kształtowego zdecydowanie zaleca się gwintowanie synchroniczne, aby uniknąć błędów podziałki.
• Krok 6 — Ustaw parametry cięcia:Gwintowanie kształtowe zwykle przebiega przy prędkościach powierzchniowych o 10 do 40 procent wyższych niż gwintowanie skrawaniem w równoważnych materiałach. Smarowanie jest niezbędne — preferowany jest czysty olej do cięcia lub olej rozpuszczalny o wysokim stężeniu. Doprowadzenie chłodziwa przez narzędzie jest dostępne w przypadku naszych gwintów M6 i większych, do zastosowań w głębokich otworach.

Nasz zespół techniczny zapewnia bezpłatną pomoc techniczną w zakresie zastosowań dla nowych klientów, obejmującą obliczenia otworów pilotowych, zalecenia dotyczące prędkości i posuwu oraz ocenę kompatybilności oprawek narzędziowych. Skontaktuj się bezpośrednio z naszą fabryką, aby umówić się na konsultację techniczną przed złożeniem pierwszego zamówienia.

Streszczenie

Gwintowniki walcowane zasadniczo zmieniły ekonomikę gwintowania wewnętrznego na dużą skalę. Zastępując skrawanie materiału formowaniem materiału, eliminują wyzwania związane z zarządzaniem wiórami, które są przyczyną większości uszkodzeń gwintowników skrawanych, zapewniają hartowane gwinty o wymiernie wyższej wytrzymałości na rozciąganie i osiągają trwałość narzędzi, która zmniejsza koszt oprzyrządowania na otwór do ułamka konwencjonalnego gwintowania. Dla każdego producenta wykonującego masowe operacje gwintowania w aluminium, stali, stali nierdzewnej, miedzi lub podobnych materiałach plastycznych uzasadnienie biznesowe przejścia na gwintowanie kształtowe jest przytłaczające.

Taizhou Hongyi Precision Tools Co., Ltd. produkuje gwintowniki walcowane w szerokim zakresie rozmiarów i specyfikacji, poparte ponad dwudziestoletnim doświadczeniem w zakresie precyzyjnych narzędzi i certyfikowaną jakością produkcji ISO 9001:2015. Nasza fabryka obsługuje klientów z branży motoryzacyjnej, lotniczej, elektronicznej, hydraulicznej i inżynierii ogólnej na całym świecie, dostarczając nie tylko narzędzia o wysokiej wydajności, ale także wsparcie techniczne w zakresie zastosowań potrzebne do wydobycia maksymalnej wartości z każdej operacji gwintowania.

Jeśli oceniasz gwintowniki dla swojej linii produkcyjnej, nasz zespół jest gotowy dostarczyć przykładowe narzędzia, arkusze danych aplikacji i dostosowane zalecenia techniczne w oparciu o konkretne materiały przedmiotu obrabianego, platformę maszyny i wymagania dotyczące objętości.Skontaktuj się z Taizhou Hongyi Precision Tools Co., Ltd. Dzisiajaby rozpocząć rozmowę na temat tego, jak gwintowanie kształtowe może obniżyć koszty gwintowania i jednocześnie poprawić jakość produktu końcowego.

Poproś o bezpłatną konsultację techniczną lub zamówienie próbki narzędzi — skontaktuj się już teraz z naszym zespołem fabrycznym i pozwól nam zademonstrować, co precyzyjnie wykonane gwintowniki mogą zrobić dla Twojej hali produkcyjnej.

Często zadawane pytania: Gwintowniki walcowe a gwintowniki skrawane podczas gwintowania na dużą skalę

P: Jaki jest prawidłowy rozmiar otworu prowadzącego przy przejściu z gwintowania skrawającego na gwintowniki walcowane?

Odp.: Gwintowniki walcowane wymagają otworu prowadzącego, który jest nieco większy niż równoważny gwintownik wycięty, ponieważ proces formowania wypiera materiał na zewnątrz, a nie go usuwa. Ogólnie rzecz biorąc, średnica otworu prowadzącego gwintownika kształtowego powinna być o około 1 do 3 procent większa niż średnica standardowego otworu prowadzącego gwintownika przy tym samym rozmiarze i skoku gwintu. Na przykład gwintownik M6 x 1,0 zwykle wykorzystuje otwór prowadzący o średnicy 5,0 mm, podczas gdy gwintownik M6 wymaga około 5,3 do 5,4 mm. Użycie prawidłowego otworu prowadzącego ma kluczowe znaczenie — zbyt mały otwór spowoduje przeciążenie gwintownika i ryzyko pęknięcia, natomiast zbyt duży otwór spowoduje luźny gwint, który nie przejdzie kontroli sprawdzianu. Zawsze odwołuj się do tabeli otworów prowadzących dostarczonej przez producenta narzędzia dla każdego rozmiaru, ponieważ optymalna wartość różni się w zależności od plastyczności materiału i klasy gwintu.

P: Czy gwintowniki rolkowe można stosować w otworach nieprzelotowych i czy wymagają one jakiejś specjalnej konfiguracji w porównaniu do otworów przelotowych?

Odpowiedź: Gwintowniki walcowane są w rzeczywistości lepsze od gwintowników ciętych w zastosowaniach z otworami nieprzelotowymi z jednego podstawowego powodu — nie wytwarzają żadnych wiórów. W przypadku gwintowania skrawającego gwintowanie otworów nieprzelotowych wymaga starannego zarządzania odprowadzaniem wiórów, aby zapobiec gromadzeniu się wiórów na dnie otworu, co jest główną przyczyną złamania gwintownika i uszkodzenia otworu. Gwintowniki rolowane całkowicie eliminują ten problem, ponieważ nie jest usuwany żaden materiał. W przypadku otworów nieprzelotowych kluczowymi kwestiami są zapewnienie wystarczającego luzu głębokości poza ostatnim gwintem, aby dostosować się do długości fazowania gwintownika oraz sprawdzenie, czy maszyna ma zdolność zsynchronizowanego gwintowania, aby umożliwić precyzyjne odwrócenie bez wywierania naprężenia rozciągającego na gwintownik. Doprowadzanie chłodziwa przez narzędzie, dostępne w przypadku M6 i większych rozmiarów z naszego asortymentu, dodatkowo poprawia wydajność otworu nieprzelotowego poprzez wypłukiwanie wszelkich pozostałości metalicznych i utrzymywanie stałej temperatury formowania.

P: Jakich poziomów momentu obrotowego wymagają gwintowniki walcowane w porównaniu do gwintowników ciętych i jaki ma to wpływ na wybór maszyny?

Odp.: Gwintowniki walcowane wymagają wyższego momentu obrotowego niż gwintowniki skrawane o tej samej wielkości, ponieważ formowanie wymaga jednoczesnego pokonania granicy plastyczności materiału przedmiotu obrabianego na całej powierzchni styku krzywek, a nie stopniowego działania ścinającego krawędzi skrawających. Jako przybliżony punkt odniesienia można przyjąć, że wymagania dotyczące momentu obrotowego gwintowania kształtowego są zazwyczaj o 30 do 50 procent wyższe niż w przypadku gwintowania skrawającego w tym samym materiale. Oznacza to, że moment obrotowy wrzeciona maszyny, moment obrotowy głowicy gwintującej i mocowanie oprawki narzędziowej muszą być odpowiednio dobrane. W przypadku większości nowoczesnych centrów obróbczych CNC z funkcją gwintowania na sztywno nie stanowi to ograniczenia — maszyny mają zazwyczaj zawyżone parametry momentu obrotowego w stosunku do rozmiaru gwintu. Jednakże w przypadku starszych ręcznych lub półautomatycznych maszyn do gwintowania warto sprawdzić, czy głowica gwintująca lub wrzeciono maszyny jest w stanie wytrzymać zwiększone zapotrzebowanie na moment obrotowy, szczególnie w przypadku gwintów o większych średnicach powyżej M12 w materiałach stalowych.

P: Jak jakość wykończenia powierzchni gwintów walcowanych wypada w porównaniu z gwintami skrawanymi w analizie SEM i dlaczego ma to znaczenie w przypadku zastosowań obciążonych zmęczeniem?

Odp.: W skaningowej mikroskopii elektronowej powierzchnia gwintu wytwarzana przez Rolling Taps wykazuje wypolerowaną, ciągłą strukturę przepływu metalu z granicami ziaren zorientowanymi równolegle do spirali gwintu. W przeciwieństwie do tego, gwinty gwintowane mają obrobioną powierzchnię z widocznymi śladami narzędzi, przerwami na granicach ziaren i cechami koncentracji naprężeń w mikroskali u nasady gwintu. W obciążonych zmęczeniowo połączeniach elementów złącznych — które są standardem w elementach zawieszenia, silnika i podwozia samochodów — te mikroelementy w gwintowanych gwintach działają jako miejsca inicjacji pęknięć zmęczeniowych pod obciążeniem cyklicznym. Ciągły przepływ ziaren gwintowanych kształtowo eliminuje te miejsca inicjacji, a efekt utwardzania przez zgniot w procesie formowania zwiększa ściskające naprężenie szczątkowe u nasady gwintu, co aktywnie zapobiega propagacji pęknięć zmęczeniowych. Opublikowane badania w literaturze poświęconej inżynierii precyzyjnej konsekwentnie pokazują, że gwinty kształtowe osiągają poprawę trwałości zmęczeniowej o 20 do 40 procent w porównaniu z gwintami skrawanymi, z równoważnych materiałów i warunków obciążenia, co jest istotnym czynnikiem w specyfikacjach montażu krytycznych dla bezpieczeństwa.

P: Jakie smarowanie jest zalecane do gwintowników walcowanych i czy można je pracować na sucho w zastosowaniach aluminiowych?

Odp.: Smarowanie jest niezbędne w przypadku gwintowników walcowanych, niezależnie od materiału przedmiotu obrabianego – praca na sucho nie jest zalecana nawet w przypadku aluminium, pomimo stosunkowo niskiego oporu aluminium przy formowaniu. Powodem jest to, że proces formowania na zimno generuje znaczne ciepło tarcia w strefie styku wypukłości, a bez smarowania ciepło to szybko się akumuluje i powoduje narost na krawędziach, zacieranie się powierzchni gwintownika i przyspieszone zużycie krzywek formujących. W przypadku stopów aluminium doskonałe rezultaty daje lekki, czysty olej do obróbki skrawaniem, olej rozpuszczalny o wysokim stężeniu od 8 do 12 procent lub specjalna pasta do gwintowania. Systemy smarowania minimalną ilością (MQL) są również skuteczne w przypadku aluminium i są coraz bardziej preferowane w sąsiadujących z pomieszczeniami czystymi środowiskach produkcyjnych. W przypadku stali i stali nierdzewnej zaleca się niezawierający chloru, siarkowany olej chłodzący lub wysokowydajną syntetyczną masę do gwintowania, aby wytrzymać wyższe ciśnienia i temperatury formowania. Doprowadzanie chłodziwa przez narzędzie pod ciśnieniem od 20 do 40 barów jest preferowanym rozwiązaniem w przypadku zastosowań w głębokich, nieprzelotowych otworach w stali nierdzewnej lub tytanie, ponieważ utrzymuje stałą temperaturę narzędzia i usuwa wszelkie metalowe zanieczyszczenia z otworu przed następnym obrotem.