Wszyscy wiemy czym są gwinty i do czego służą, więc wydawałoby się zbędnym opisywanie tego typu połączeń. Należałoby jednak wspomnieć, że gwinty mają na celu albo dociskać do siebie jakieś elementy konstrukcyjne, albo ustalać względem siebie, albo odsuwać również od siebie, wszystko zależy od konfiguracji naszej konstrukcji.
Gwinty na wałach, czy tez wewnątrz wałów z reguły służą dociskaniu danego elementu nasadzanego na wał do zadanego stopnia wału – wałki stopniowane, lub tez ustalaniu tegoż elementu, gdy nacinamy gwint np. na obydwóch czopach tegoż wału. Tak czy siak logicznym wydaje się że dany gwint ma za zadanie coś nam ustalić i docisnąć z określoną siłą.
Tokarka jako maszyna wykonująca ruch obrotowy przedmiotu ma za zadanie nadać mu odpowiedni kształt walcowy, lub stożkowy, zależnie od rodzaju maszyny – konwencjonalna lub CNC. W tokarce manualnej mamy za wrzecionem mechanizm gitarowy ustalający nam jakiś podstawowy skok śruby pociągowej dla suportu, którego przesuw realizujemy dźwignią, najczęściej z dzielona nakrętką.
Przy najprostszych tokarkach mamy do dyspozycji tylko i wyłącznie nasz mechanizm gitarowy i ową śrubę. Jeżeli chcemy naciąć gwint o skoku dajmy na to 1 mm, a nasza śruba pociągowa ma skok 4 mm na jeden pełny obrót wrzeciona, wówczas musimy dobrać takie przełożenie kół zmianowych, aby na jeden pełny obrót śruby pociągowej wychodziły cztery obroty wrzeciona. To najprostszy przykład, ponieważ gdy pojawiają się skoki gwintów typu 1,25mm, albo 1,75, wówczas musimy dobrać koła zmianowe tak, aby obrót śruby zgadzał się do obrotów wrzeciona na zadany skok. Producenci maszyn zazwyczaj dostarczają koła zmianowe dla różnych konfiguracji skoków gwintów, jednak bez dokładnego policzenia skoku się tu nie obejdzie. Jest na przykład jedno koło główne na osi wrzeciona i 3 koła pomocnicze ustalające nam właśnie skok śruby w stosunku do obrotów wrzeciona. Tu musimy policzyć przełożenia mając 4 koła zębate mamy więc i = z1/z2 x z3/z4, gdzie z1 to będzie koło zębate na wrzecionie, a dobierając stosunek kół na końcu dzielimy go poprzez skok śruby i otrzymujemy właśnie nasz pożądany skok. Wydawałoby się, że to masło maślane, ale tak nie jest, wskutek czego najprostsza tokarka z gitarą może nam zadać nie lada problemu w obliczaniu skoku.
Co innego gdy tokarka posiada skrzynkę posuwów i tabele gwintów, wówczas wystarczy poczynić odpowiednie nastawy dźwigni dla określonego skoku. Tabela zazwyczaj umieszczona jest na obudowie tokarki i jest wystarczająco czytelna, przedstawia również jakie koła winny być założone w mechanizmie gitarowym kolejno od góry do dołu i dla tychże kół ustawiając dzwignie w określonej pozycji uzyskamy taki i taki skok. Podobnie rzecz ma się dla gwintów calowych, gdzie mechanizm gitarowy ma zwyczajnie inną liczbę zębów kół zmianowych.
Po wykonaniu zarysu gwintu sprawdzamy jego poprawność za pomocą sprawdzianów do gwintów, czyli porównujemy wysokość gwintu i jego skok z wybranym sprawdzianem „grzebieniem” najlepiej pod światło sprawdzając wartość luzu i odwzorowania kształtu. Jeśli wszystko wygląda mniej więcej dobrze, wówczas najlepiej sprawdzić nasz gwint docelowa nakrętką lub śrubą. Doświadczonemu tokarzowi wystarczy sprawdzian, wie że jak coś nie pasuje i zwyczajnie schrzanił, to dalsza obróbka tegoż przedmiotu nie ma sensu. Zawsze może strzelać oczami czy coś, no ale to już interpersonalne reakcje pomiędzy załogą w danej firmie i nie obejmują tegoż artykuliku.
W tokarce CNC ten problem nie istnieje, ponieważ programowo możemy sobie zadać cykl toczenia – nacinania gwintu, a wrzeciono jest wyposażone w impulsator, który daje nam informację w którym punkcie naszego wału jest początek gwintu. Oczywistym wydawałoby się, że nie można zacząć gwintu z dowolnego miejsca, np. poprawiając go, zwłaszcza w metodach CNC, ponieważ metoda konwencjonalna nie pozwoli nam tak po prostu poprawić gwintu, bo zwyczajnie go zniszczymy. Ale o tym przy metodzie wykonania zarysu.
Noże tokarskie do gwintów
Tutaj również spotkamy się z nożami ze stali szybkotnącej lub składane. W metodach konwencjonalnych będziemy używać noży ze stali szybkotnącej, raczej nie spotkamy tu noża składanego, gdyż jego konstrukcja zazwyczaj nie pozwala na wykonanie gwintu za jednym przejściem i ostrze szybko się wykruszy.
Wiadomym jest że zarys gwintowy nacinamy na określonej średnicy zewnętrznej wału lub otworze. Jest normatywna zależność pomiędzy szczytem gwintu a jego rdzeniem, ponieważ nakrętka czy śruba ma również jakąś średnicę rdzenia, wskutek czego element nakręcany – nakrętka lub śruba muszą mieć jakiś tam luz żeby zwyczajnie rdzenie pomiędzy sobą nie miały zbyt dużego tarcia, a co za tym idzie – nie zakleszczały się przy wzajemnym skręcaniu, lub niemożliwym było w ogóle wykonanie połączenia.
Więc kierując się normami dla gwintów, czy to metrycznych czy calowych musimy wpierw przygotować powierzchnie walcowe o określonej średnicy dla danego gwintu. W poradniku tokarza znajdziemy odpowiednie dane średnic rdzenia, a także głębokość przejścia noża nacinającego, bo znowuż mamy tu sytuację taką, ze mając określonej średnicy rdzeń, możemy mieć szczyt gwintu za niski lub za wysoki.
Przy zbyt niskim szczycie gwintu połączenie będzie zbyt luźne i nie będzie spełniało swojego zadania, takie połączenie będzie łatwo zrywalne. Natomiast przy zbyt wysokim szczycie, lub zbyt niskim wcięciu, nakrętka czy śruba w ogóle nie będzie chciała się wkręcić na zwój. Stąd właśnie nasze normatywy dotyczące gwintów czy to metrycznych czy calowych, pomijając resztę nietypowych gwintów np. żarówkowych czy prostokątnych, czy też trapezowych jednostronnych czy dwustronnych, najczęściej wykonujemy gwinty metryczne lub calowe. W metodzie konwencjonalnej gwint nacinamy za jednym podejściem. Nie jest ważnym w którym miejscu obwodu naszego elementu obrotowego zaczniemy nacinać gwint, ponieważ przejście będzie tylko jedno.
Mając przygotowaną średnicę walka czy otworu, ustawiony skok śruby pociągowej, włączamy tokarkę i wcześniej wyzerowany na obwodzie nóż tokarski wprowadzamy na określona głębokość elementu obrabianego , włączamy wajchę posuwu wzdłużnego i jedziemy. Należy tu pamiętać, ze przy metodzie konwencjonalnej stosujemy tu najlepiej jak najniższe obroty i dużo chłodziwa. Co do noża jeszcze – należy pamiętać ze zarys gwintu np. metrycznego ma ścianki pochylone pod jakimś tam kątem, więc nasza oprawka noża musi być idealnie prostopadle ustawiona do osi tokarki, wówczas mamy pewnik ze gwint nie będzie pochyły w jedną lub drugą stronę. Należałoby tu jeszcze nadmienić fakt, że małe gwinty o średnicach do 20 mm, najlepiej wykonywać narzynką lub gwintownikiem o zadanym skoku, wówczas narzynka umieszczona w oprawce opartej o korpus suportu zwyczajnie wykonuje jakiś tam przesuw w trakcie obrotu wału i nie musimy tutaj robić żadnych nastaw posuwów.
Metoda CNC nacinania gwintu
Metoda CNC nacinania gwintu jest zgoła odmienna. Jak już wspomniałem wcześniej, tokarka będzie tu wyposażona w impulsator, a komendę toczenia poprzez zadany cykl toczenia gwintu możemy wywołać z menu cykli. Fizycznie polega to na tym, że mamy jakiś tam dowolny punkt wejścia gwintu, i ten punkt po rozpoczęciu będzie odnosił się do impulsu początkowego z impulsatora sprzężonego ze sterowaniem posuwu obrabiarki. Metoda CNC polega tu na tym, że gwint nacinamy wielokrotnie, to znaczy nie jednym przejściem a kilkoma, z daleka wygląda to jak „czesanie” gwintu, czyli przy każdym kolejnym wejściu noża w materiał jest on zagłębiany o jakąś wartość, przy czym punkt początkowy jest zawsze ten sam, co chyba zrozumiałe. Metoda ta pozwoli nam na oszczędzanie zużycia ostrza i nie wystawianie go na pełne obciążenie od tarcia pomiędzy krawędzią natarcia ostrza a materiałem obrabianym. W metodach CNC, również łatwo wykonamy gwinty na powierzchni stożkowej, gdzie zmienia nam się kształt głowy i stopy gwintu, przy stałym lub zmiennym skoku. Ten drugi przypadek jest niemożliwy do wykonania metodą konwencjonalną.
Wydawałoby się, że metody CNC są o niebo lepsze, jednak przy jednostkowej pracy w przygotowaniu gwintu na jakimś tam elemencie, to zwyczajnie szkoda zachodu, albo będzie to obróbka nieopłacalna, kwestia polityki danej firmy. No chyba że to wał do odrzutowca za milion dolarów czy tam rubli.
