Odnepamäti tvoria závity nenahraditeľnú časť strojárskych výrobkov. Nachádzajú sa vo väčšine súčiastok a v každom stroji. Vnútorné závity sa nachádzajú v maticiach, rámoch strojov, hriadeľoch ako súčasť poistných prvkov, súčasť nastavenia prípravkov a podobne. Využívajú sa na spájanie strojových súčiastok, ale aj v modifikovanej forme ako mechanizmy na prenos pohybu.

Vďaka súčasnému priemyselnému pokroku sa vo veľkej väčšine vyrábajú hromadne na obrábacích alebo tvárniacich strojoch. S tým je spojená aj kvalita závitov. Medzi najdôležitejšie vlastnosti závitov určených na spojovanie súčiastok patria pevnosť a presnosť.

V článku popisujeme DCT závitové kalibre, metódy vyhotovenia vnútorných závitov, výhody a nevýhody ich použitia v praxi. Keďže pre strojársku prax je potrebné tieto závity kontrolovať a často merať, venujeme sa aj presnosti, respektíve kontrole a meraniu vnútorných závitov.

Výroba vnútorných závitov

Najčastejšie metódy výroby vnútorných závitov sú trieskové technológie. Medzi ne patria rezanie strojovým alebo ručným závitníkom a frézovanie závitov, kde sa prebytočný materiál odvádza vo forme triesky.

Presnosť závitu pri rezaní závitníkom je daná presnosťou výroby nástroja alebo jeho opotrebením. To znamená, že nástroje sú väčšinou na jedno použitie. Nástroje s menším opotrebením je možné prebrúsiť na čele, ale výsledný závit bude menší ako bol pred prebrúsením. Pri väčších tolerančných poliach závitov takto vzniká možnosť predĺžiť životnosť nástrojov, a tým ekonomickejšie vyrábať.

Frézovanie závitov je možné vykonávať len na strojoch na to určených, ako sú obrábacie centrá, CNC sústruhy, frézy, obrábacie centrá alebo jednoúčelové stroje a zariadenia. Ako nástroj sa používa závitová fréza a jedným nástrojom je možné vyrábať viacero rozmerov závitov, ale s rovnakým alebo veľmi podobným stúpaním. Na obrábacích strojoch je možné korigovať stredný rozmer závitu, a tým dosahovať užšie tolerančné polia nezávisle na opotrebení nástroja. Táto metóda sa uplatňuje hlavne vo veľkosériovej výrobe, ale aj kusovej a malosériovej so špeciálnymi druhmi závitov.

Vnútorné závity je možné vyrábať tiež tvárnením. Je to ekonomickejší spôsob výroby vzhľadom na rýchlosť, presnosť, pevnosť a skúsenosti so zachovaním rozmerov po tepelnom a chemicko-tepelnom spracovaní. Nástroje sú určené na jedno použitie, sú prevažne z rýchlorezných ocelí s povlakom. Materiály, do ktorých je možné tvárniť závit sú prevažne húževnaté s ťažnosťou minimálne 10 % a pevnosťou menšou ako 1300 MPa. Tvárnenie závitov je najčastejšie využívané v automobilovom, elektrotechnickom priemysle a v hydraulických systémoch.

V článku sa zameriavame na metrické valcové závity, ale metódu merania DCT kalibrami je možné použiť aj na iné druhy valcových závitov.

Konštrukcia vnútorného závitu

Základné rozmery metrických závitov sú:

  • malý priemer závitu
  • stredný priemer závitu
  • veľký priemer závitu
  • stúpanie
  • výška závitu
  • vrcholový uhol závitu

Novinky / DCT.jpegObr. 2 Princíp závitového kalibru DCT 1 – kužeľový závit, 2 – pohyblivá časť kalibru, ktorá na pevnej stupnici ukazuje odchýlku od menovitého rozmeru, 3 – pevná stupnica kalibru
Zdroj: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f4/ISO_and_UTS_Thread_Dimensions_%28sk%29.svg

 

 

 

 

Kontrola vnútorných závitov

Vnútorné závity je najjednoduchšie kontrolovať „protikusom“. Využívame to najmä v kusovej výrobe, vo výrobe menej náročnej na presnosť, pri údržbárskych prácach a podobne. Vo viac kusových výrobách a pri vyšších požiadavkách na presnosť sa závity najčastejšie kontrolujú dvojstrannými závitovými kalibrami. Prvá „dobrou“ stranou kontrolujeme stúpanie, uhol profilu a stredný priemer závitu na minimálny rozmer. Druhou „nepodarkovou“ stranou kontrolujeme stredný priemer závitu na maximálny rozmer. Takto určíme, či je závit v tolerančnom poli, ale nie, kde sa nachádza vzhľadom k nemu. Vo väčšine výrobných aplikácií je táto kontrola postačujúca.

Závity môžeme kontrolovať resp. merať aj meracími prístrojmi a dokladovať ich rozmery protokolom. Je na nich znázornená poloha a tvar závitu vzhľadom k tolerančnému poľu. Je to však časovo náročná metóda a hoci je relatívne univerzálna, je málo žiadaná a využívaná.

Spoločnosť OSG prišla na trh s riešením, ktoré spája rýchlosť kontroly kalibrami a jednoduché určovanie polohy závitu k tolerančnému poľu.

Kontrola vnútorných závitov kalibrami DCT

DCT – Diameter Correction Tool, je kaliber s profilom a stúpaním závitu totožným s kontrolovaným závitom. Na rozdiel od valcových závitov je brúsený do kužeľa (je to v princípe kužeľový závit), ktorý sa pri postupnom zaskrutkovávaní zastaví v mieste kontaktu kalibru a kontrolovaného dielca na strednom rozmere. Hĺbka zaskrutkovania určuje rozmer stredného priemeru závitu. Potom je možné zo stupnice priamo odčítať daný rozmer. Keďže je kaliber brúsený do kužeľa, rozmer závitu zodpovedá nameranej hodnote v mieste kontaktu, t.j. začiatku závitu.

Odchýlky závitov sa pomocou DCT kalibrov určujú nasledovne:

Krok 1. Zaskrutkujeme kaliber do závitu.

Krok 2. Zaistíme pohyblivú časť skrutkou.

Krok 3. Kaliber vyskrutkujeme zo závitu.

Krok 4. Zo stupnice odčítame reálne hodnotu stredného priemeru závitu.

Týmto spôsobom možno veľmi rýchlo, jednoducho a relatívne presne určiť:

  • korekciu nástroja pri frézovaní, aby bola zachovaná presnosť závitu
  • určiť opotrebenie a životnosť závitníka, aby sme zachovali presnosť závitu prípadne predišli znehodnoteniu kusa poškodeným nástrojom
  • určiť deformáciu po tepelnom alebo chemicko-tepelnom spracovaní prípadne povrchovej úprave, aby sme získali závit požadovaných rozmerov a podobne.

Výhody a nevýhody DCT kalibrov

Medzi výhody týchto kalibrov patrí jednoduchosť merania a jeho rýchlosť. V porovnaní s kontaktným 3D meracím zariadením je obstarávacia a prevádzková cena nepomerne nižšia.

Najväčšou nevýhodou tohto merania je, že rozmer závitu určujeme vždy len na začiatku závitu. Pri frézovaní závitu sa tento rozmer vplyvom ohybu nástroja môže vzhľadom hĺbke závitu meniť, a týmto meradlom to bude neodhaliteľné. V tomto prípade by bolo nutné závit priečne rozrezať a kontrolovať ho vo viacerých hĺbkach. To isté platí aj pre tepelne spracovaný závit, resp. súčiastku. Pri rezaní závitov závitníkmi a tvárnení závitov je výskyt takejto chyby merania minimálny.

Ak má diera pod závit nábehovú hranu, resp. zrazenie, bude to takisto negatívne vplývať na meranie. Tu je potrebné poznať hĺbku zrazenia alebo posunutie začiatku závitu a meranie o túto hodnotu skorigovať.

Závitové kalibre DCT ponúkajú možnosť rýchlej a spoľahlivej kontroly a merania presnosti vnútorných závitov so všetkými spomínanými výhodami a nevýhodami tejto metódy. Platí, že meranie závitov kalibrami je výhodné používať pri frézovaní závitov a korigovaní nástroja, určovaní opotrebenia závitníka, deformácie po spracovaní a podobne.

Poďakovanie

Autor článku by touto cestou rád poďakoval za podporu spoločnosti TPV Technology, ktorá je obchodným partnerom spoločnosti OSG pre Slovensko.