Przeciąganie jest jedną z najbardziej wydajnych metod wykonywania precyzyjnych profili wewnętrznych i zewnętrznych. Za pomocą odpowiednio zaprojektowanego przeciągacza można w jednym cyklu połączyć obróbkę zgrubną, półwykańczającą, wykańczającą i kalibrującą. Kolejne zęby narzędzia stopniowo zwiększają wymiar obrabianego profilu, dzięki czemu detal uzyskuje końcową geometrię po jednym przejściu narzędzia albo po przejściu zestawu kilku przeciągaczy.

Technologia jest stosowana przede wszystkim do seryjnego wykonywania:

• wielowypustów ewolwentowych,
• wielowypustów równoległych,
• wewnętrznych kół zębatych,
• rowków wpustowych,
• otworów cylindrycznych,
• kwadratów, sześciokątów i innych wielokątów,
• wielokarbów i profili ząbkowanych,
• powierzchni oraz konturów zewnętrznych,
• profili specjalnych wykonywanych według rysunku.

W odróżnieniu od frezowania, dłutowania albo Power Skivingu przeciąganie wykorzystuje narzędzie wieloostrzowe, w którym naddatek jest rozdzielony pomiędzy wiele kolejnych zębów. Pozwala to uzyskać krótki czas cyklu, dużą powtarzalność i stabilną jakość powierzchni. Koszt przeciągacza jest jednak ponoszony przed uruchomieniem produkcji, dlatego proces najlepiej sprawdza się przy powtarzalnych seriach, w których nakład inwestycyjny można rozłożyć na odpowiednio dużą liczbę części.

Na czym polega proces przeciągania?

Przeciąganie polega na liniowym przeprowadzeniu wieloostrzowego narzędzia przez obrabiany detal albo wzdłuż jego powierzchni. Każdy kolejny ząb przeciągacza jest odpowiednio większy, wyższy lub inaczej ukształtowany od poprzedniego i usuwa następną, niewielką warstwę materiału.

W typowym procesie przeciągania wewnętrznego:

• detal z przygotowanym otworem wstępnym zostaje ustawiony na podporze lub w przyrządzie,
• przedni pilot przeciągacza zostaje wprowadzony do otworu,
• chwyt ciągnący jest przejmowany przez uchwyt przeciągarki,
• maszyna przeciąga narzędzie przez detal,
• kolejne grupy zębów wykonują obróbkę zgrubną, półwykańczającą i wykańczającą,
• końcowa część narzędzia stabilizuje wymiar i prowadzenie,
• przeciągacz zostaje odebrany przez mechanizm powrotny i wraca do pozycji początkowej.

Przy prawidłowo przygotowanym procesie wszystkie etapy kształtowania profilu mogą zostać wykonane podczas jednego ruchu roboczego. W bardziej wymagających aplikacjach stosuje się dwa lub więcej narzędzi, na przykład oddzielny przeciągacz zgrubny i wykańczający.

Przeciąganie a przepychanie – czym różni się przeciągacz od przepychacza?

Przeciągacz i przepychacz mogą wykonywać zbliżony profil, ale pracują w zupełnie innych warunkach obciążenia.

Przeciągacz

Przeciągacz jest ciągnięty przez obrabianą część. Narzędzie pracuje przede wszystkim na rozciąganie, dzięki czemu może być stosunkowo długie i składać się z dużej liczby zębów.

Typowy przeciągacz posiada:

• chwyt ciągnący typu pull end,
• część prowadzącą,
• zęby zgrubne i wykańczające,
• tylny pilot,
• chwyt odbiorczy typu retriever end.

Przeciągacze pracują na specjalnych pionowych lub poziomych maszynach do przeciągania.

Przepychacz

Przepychacz jest naciskany i przepychany przez detal. Pracuje pod obciążeniem ściskającym, dlatego musi być krótszy i odpowiednio sztywny, aby nie ulec wyboczeniu.

Przepychacze najczęściej wykorzystuje się na prasach. Ich końce mają zwykle płaskie powierzchnie naciskowe albo konstrukcję dopasowaną do konkretnego sposobu prowadzenia.

Cecha	Przeciągacz	Przepychacz
Sposób pracy	Narzędzie jest ciągnięte	Narzędzie jest przepychane
Główne obciążenie	Rozciąganie	Ściskanie
Typowa długość	Większa	Mniejsza
Typowa maszyna	Przeciągarka	Prasa
Główne ryzyko konstrukcyjne	Zerwanie chwytu lub korpusu	Wyboczenie i utrata osiowości
Typowe końce narzędzia	Chwyt ciągnący i chwyt odbiorczy	Powierzchnie naciskowe lub chwyty płaskie
Możliwość rozłożenia naddatku	Na dużą liczbę zębów	Na mniejszą liczbę zębów

Przepychacz nie powinien być traktowany jako krótsza wersja dowolnego przeciągacza. Jego długość, średnica rdzenia, wznios zębów i sposób prowadzenia muszą zostać obliczone z uwzględnieniem ryzyka wyboczenia. CTI wykonuje narzędzia w konstrukcji pull i push, dobierane do geometrii części, posiadanej maszyny oraz oprzyrządowania klienta.

W zakresie maszyn Tradensa oferuje dedykowane przeciągarki. Prasy do pracy z przepychaczami nie są częścią naszej oferty.

Przeciąganie liniowe a przeciąganie obrotowe

Klasycznego przeciągania liniowego nie należy mylić z tak zwanym rotary broachingiem, czyli obrotowym wykonywaniem wielokątów i innych profili na tokarkach.

W klasycznym przeciąganiu:

• narzędzie ma wiele kolejnych zębów,
• każdy ząb usuwa część naddatku,
• ruch roboczy jest najczęściej prostoliniowy,
• końcowy profil powstaje po przejściu całej części roboczej narzędzia.

W rotary broachingu stosuje się krótkie narzędzie profilowe ustawione pod niewielkim kątem względem osi. Profil powstaje wskutek ruchu obrotowego i stopniowego zagłębiania narzędzia. Jest to inny proces, wykorzystujący inną kinematykę, inne oprawki i inne zasady doboru.

Niniejszy artykuł dotyczy klasycznych wieloostrzowych przeciągaczy i przepychaczy.

Budowa przeciągacza wewnętrznego

Dokładna konstrukcja narzędzia zależy od profilu, długości obrabianej części, naddatku, materiału i rodzaju maszyny. W typowym przeciągaczu ciągnionym można jednak wyróżnić kilka podstawowych elementów.

Chwyt ciągnący – pull end

Pull end jest przejmowany przez uchwyt ciągnący maszyny. Musi przenieść pełną siłę skrawania wraz z odpowiednim zapasem bezpieczeństwa.

Jego geometria może odpowiadać:

• określonej normie,
• istniejącemu uchwytowi maszyny,
• konstrukcji specjalnej uzgodnionej z użytkownikiem.

Dobór chwytu nie powinien być wykonywany wyłącznie na podstawie średnicy narzędzia. Konieczne jest sprawdzenie rzeczywistego oprzyrządowania przeciągarki oraz maksymalnej siły procesu.

Szyjka i część przejściowa

Część pomiędzy chwytem a pilotem musi zapewniać odpowiednią wytrzymałość, ale również miejsce potrzebne do przejęcia narzędzia przez puller.

Niewłaściwie dobrany przekrój, ostre przejścia albo uszkodzenia powierzchni mogą powodować koncentrację naprężeń i pękanie przeciągacza w okolicy chwytu.

Pilot przedni

Przedni pilot wchodzi do przygotowanego otworu przed rozpoczęciem właściwego skrawania. Jego zadaniem jest:

• wstępne ustawienie osi przeciągacza względem detalu,
• stabilne wprowadzenie pierwszych zębów,
• ograniczenie uderzenia narzędzia o krawędź otworu,
• zmniejszenie ryzyka nieosiowego rozpoczęcia obróbki.

Średnica i tolerancja pilota muszą być skoordynowane z wymiarem otworu wstępnego.

Zęby zgrubne

Zęby zgrubne usuwają największą część naddatku. Ich liczba i przyrost wymiaru wynikają między innymi z:

• ilości materiału do usunięcia,
• materiału oraz twardości detalu,
• długości przeciągania,
• dopuszczalnej siły,
• przestrzeni potrzebnej na wióry,
• sztywności przeciągacza.

Zbyt agresywna część zgrubna może powodować przeciążenie maszyny, wykruszanie krawędzi i problemy z odprowadzeniem wiórów.

Zęby półwykańczające

Sekcja półwykańczająca stopniowo zmniejsza naddatek i przygotowuje profil do wykonania końcowych powierzchni.

Jej zadaniem jest przede wszystkim ustabilizowanie procesu przed wejściem zębów odpowiedzialnych za dokładność oraz jakość powierzchni.

Zęby wykańczające i kalibrujące

Zęby wykańczające nadają profilowi ostateczną geometrię i wymiar. Część kalibrująca może zawierać kilka kolejnych zębów o tym samym lub prawie tym samym wymiarze nominalnym.

Pełnią one kilka funkcji:

• stabilizują końcowy wymiar,
• poprawiają jakość powierzchni,
• prowadzą narzędzie po przejściu części skrawającej,
• pozwalają zachować funkcjonalność narzędzia po kolejnych kontrolowanych ostrzeniach.

Nie oznacza to, że wszystkie zęby kalibrujące muszą wykonywać identyczną pracę. Ich rzeczywisty udział w skrawaniu zależy od konstrukcji przeciągacza, sprężystych odkształceń układu i stanu zużycia narzędzia.

Pilot tylny

Tylny pilot prowadzi narzędzie po przejściu części skrawającej. Pomaga utrzymać osiowość i stabilizuje przeciągacz podczas końcowej części cyklu.

Chwyt odbiorczy – retriever end

Retriever end służy do odbioru i powrotu narzędzia do pozycji początkowej. Jego geometria musi odpowiadać mechanizmowi odbiorczemu maszyny.

Nie każdy przeciągacz posiada identyczny układ obu chwytów. Konstrukcja zależy od typu maszyny, kierunku pracy, sposobu automatyzacji i dostępnego oprzyrządowania.

Jak kolejne zęby przeciągacza usuwają materiał?

Przeciągacz nie działa jak pilnik, którego wszystkie zęby mają ten sam wymiar. Jego geometria jest świadomie stopniowana.

Wznios na ząb

Wznios na ząb, często określany jako rise per tooth, oznacza różnicę wymiaru pomiędzy kolejnymi zębami skrawającymi. Określa on, jak duża warstwa materiału zostanie usunięta przez dany ząb.

Nie istnieje jedna uniwersalna wartość wzniosu odpowiednia dla wszystkich przeciągaczy. Zależy ona od:

• materiału części,
• twardości,
• rodzaju profilu,
• szerokości skrawania,
• długości obrabianego odcinka,
• materiału narzędzia,
• liczby zębów równocześnie pracujących,
• pojemności rowków wiórowych,
• siły dostępnej na maszynie.

Zmniejszenie wzniosu może ograniczyć obciążenie pojedynczego ostrza, ale zwiększa liczbę zębów i długość przeciągacza. Zbyt duży wznios skraca narzędzie, lecz może powodować przeciążenie i niestabilność procesu. Rise per tooth jest jednym z najważniejszych parametrów konstrukcyjnych przeciągacza.

Podziałka zębów

Podziałka określa odległość pomiędzy kolejnymi zębami. Musi zapewnić jednocześnie:

• odpowiednią liczbę zębów pracujących w materiale,
• stabilne prowadzenie,
• wystarczającą przestrzeń na wióry,
• akceptowalną długość całego narzędzia.

Jeżeli podziałka będzie za mała, wióry mogą nie mieścić się w rowkach. Jeśli będzie zbyt duża, jednocześnie może pracować zbyt mało zębów, co zwiększa ryzyko drgań, uderzeń i nierównomiernego obciążenia.

Rowek wiórowy

Wiór powstający podczas pracy zęba musi zostać zgromadzony w rowku aż do wyjścia tej części przeciągacza z detalu.

Pojemność rowka zależy między innymi od:

• wzniosu na ząb,
• szerokości profilu,
• długości przeciągania,
• kształtu wióra,
• materiału części.

Za mała przestrzeń wiórowa może doprowadzić do zgniatania i ponownego skrawania wióra, zarysowania powierzchni, zakleszczenia narzędzia albo uszkodzenia zębów.

Kąt natarcia i przyłożenia

Kąt natarcia wpływa na sposób tworzenia wióra, siłę skrawania i wytrzymałość krawędzi. Kąt przyłożenia musi natomiast zapobiegać tarciu tylnej powierzchni zęba o wykonany profil.

Dobór obu kątów zależy od materiału części, rodzaju przeciągacza, oczekiwanej trwałości i sposobu regeneracji.

Rozdzielacze i łamacze wióra

Przy szerokich powierzchniach skrawających pełny wiór może być trudny do odprowadzenia. W takich przypadkach stosuje się odpowiednio rozmieszczone rozdzielacze albo łamacze wióra.

Ich położenie może zmieniać się pomiędzy kolejnymi zębami, aby ograniczyć pozostawianie nieobrobionych pasm na powierzchni.

Dlaczego przeciągacze bywają bardzo długie?

Długość przeciągacza wynika przede wszystkim z liczby zębów potrzebnych do bezpiecznego rozłożenia całego naddatku.

Na długość wpływają:

• ilość materiału do usunięcia,
• dopuszczalny wznios na ząb,
• liczba zębów zgrubnych,
• liczba zębów półwykańczających i wykańczających,
• długość sekcji kalibrującej,
• wymagana pojemność rowków wiórowych,
• długość pilotów,
• konstrukcja chwytów,
• długość obrabianego profilu.

Ta sama geometria przekroju nie oznacza automatycznie, że ten sam przeciągacz może pracować w dłuższym detalu. Wraz ze wzrostem długości przeciągania rośnie objętość wióra przypadająca na każdy ząb, liczba ostrzy znajdujących się jednocześnie w materiale oraz całkowita siła procesu.

Jeżeli wymagane narzędzie przekracza:

• maksymalny skok przeciągarki,
• dopuszczalną długość przeciągacza,
• dostępną siłę,
• bezpieczną smukłość korpusu,
• proces można podzielić na dwa lub więcej narzędzi.

Pierwszy przeciągacz wykonuje wtedy obróbkę wstępną, a następny nadaje końcowy profil i wymiar.

Rodzaje przeciągaczy i przepychaczy

Przeciągacze do wielowypustów ewolwentowych

Przeciągacze wielowypustowe wykonują równocześnie komplet wrębów w otworze. Mogą być projektowane między innymi według:

• DIN 5480,
• DIN 5481,
• DIN 5482,
• ISO 4156,
• ANSI B92.1,
• SAE J499,
• dokumentacji indywidualnej.

Konstrukcja musi uwzględniać między innymi moduł, liczbę zębów, kąt przyporu, sposób centrowania, tolerancję, długość uzębienia, otwór wstępny oraz materiał części.

W przeciwieństwie do freza ślimakowego przeciągacz jest narzędziem bardzo ściśle związanym z konkretnym profilem. Zmiana liczby zębów, modułu, tolerancji albo długości części zazwyczaj wymaga ponownego sprawdzenia lub zaprojektowania narzędzia. Zakres przeciągaczy do standardowych i specjalnych wielowypustów przedstawiamy na stronie przeciągacze i przepychacze do wielowypustów, rowków wpustowych i kół zębatych.

Przeciągacze do wielowypustów równoległych

Narzędzia do wielowypustów równoległych wykonują zestaw prostoliniowych wpustów w jednym przejściu.

Przy ich projektowaniu ważne są między innymi:

• liczba rowków,
• szerokość i wysokość profilu,
• średnica bazowa,
• sposób centrowania,
• wymagana tolerancja,
• promienie i fazy,
• długość przeciągania.

Przeciągacze do wewnętrznych kół zębatych

Przeciąganie może być bardzo wydajnym sposobem seryjnego wykonywania wewnętrznych kół zębatych, zwłaszcza gdy geometria części i wielkość serii uzasadniają koszt specjalnego narzędzia.

Dla uzębień skośnych stosowane mogą być przeciągacze spiralne lub śrubowe, których konstrukcja i prowadzenie są znacznie bardziej złożone niż w przypadku uzębienia prostego. NACHI opisuje specjalne przeciągacze do wydajnej obróbki wewnętrznych kół o uzębieniu skośnym, z geometrią rowków ograniczającą siły i drgania procesu.

Przeciągacze do rowków wpustowych

Rowek wpustowy można przeciągać za pomocą narzędzia płaskiego prowadzonego w odpowiedniej tulei.

W zależności od głębokości rowka stosuje się:

• jedno przejście,
• kilka przejść z podkładkami regulacyjnymi,
• oddzielny etap zgrubny i wykańczający.

Przeciąganie rowka jest wydajne przy powtarzalnej produkcji, ale wymaga otworu przelotowego, właściwej tulei prowadzącej i możliwości wyjścia narzędzia poza detal.

Porównanie tej technologii z dłutowaniem i przepychaniem znajduje się w artykule metody produkcji rowków wpustowych – dłutowanie, przeciąganie i przepychanie.

Przeciągacze do otworów okrągłych i kalibrowania

Przeciągacze okrągłe mogą służyć do:

• powiększania otworu,
• poprawiania jego wymiaru,
• uzyskiwania wymaganej powierzchni,
• wykonywania określonego kształtu przekroju.

Narzędzie może łączyć sekcję zgrubną, wykańczającą i kalibrującą. Nie powinno jednak zastępować prawidłowego przygotowania otworu wstępnego. Nadmierna lub nierównomierna ilość materiału może istotnie zwiększyć siłę procesu i pogorszyć prowadzenie.

Przeciągacze do kwadratów, sześciokątów i wielokątów

Przeciąganie pozwala wykonywać otwory:

• kwadratowe,
• sześciokątne,
• prostokątne,
• typu D i podwójne D,
• wielokątne,
• o profilach specjalnych.

Narzędzia są projektowane według końcowego profilu, tolerancji, otworu wstępnego i warunków pracy. Producenci przeciągaczy oferują zarówno wykonania pull, jak i push dla profili okrągłych, prostokątnych, sześciokątnych oraz specjalnych.

Przeciągacze do wielokarbów i profili specjalnych

Technologia może być wykorzystywana również do wykonywania:

• serrations,
• wielokarbów,
• profili zapadkowych,
• trapezów,
• profili łączonych,
• geometrii opracowanych na podstawie wzorca lub starego narzędzia.

W takich przypadkach bardzo ważna jest pełna definicja profilu. Sam rysunek ogólny bez tolerancji, baz i sposobu kontroli może być niewystarczający do prawidłowego wykonania przeciągacza.

Przeciągacze powierzchniowe i do profili zewnętrznych

Przeciąganie nie ogranicza się do otworów. Przeciągacze powierzchniowe mogą obrabiać:

• płaszczyzny,
• rowki,
• powierzchnie wklęsłe i wypukłe,
• kontury zewnętrzne,
• przeciwległe powierzchnie jednocześnie,
• zewnętrzne wielowypusty i uzębienia.

W tej grupie występują między innymi przeciągacze płaskie, konturowe, straddle broaches oraz narzędzia garnkowe typu pot broach. Narzędzia powierzchniowe często wykorzystują wymienne segmenty lub wkładki montowane w sztywnym korpusie, co ułatwia naprawę i wymianę zużytych fragmentów.

Przeciągacze CTI w ofercie Tradensa

Partnerem Tradensa w zakresie przeciągaczy i przepychaczy do kół zębatych, wielowypustów, rowków oraz profili specjalnych jest Capital Tool Industries – CTI.

CTI wykonuje standardowe i specjalne narzędzia w wersjach ciągnionych i przepychanych, w tym:

• przeciągacze do wielowypustów ewolwentowych,
• przeciągacze do wielowypustów równoległych,
• przeciągacze do rowków wpustowych,
• przeciągacze okrągłe,
• narzędzia do otworów prostokątnych i wielokątnych,
• przeciągacze do profili trapezowych,
• narzędzia do wielokarbów,
• przeciągacze powierzchniowe,
• wykonania specjalne.

Narzędzia są projektowane według specyfikacji części, parametrów maszyny i konstrukcji istniejących uchwytów. Oznacza to, że dobór przeciągacza obejmuje nie tylko sam profil, ale również długość obróbki, materiał części, chwyty, dostępną siłę i skok maszyny.

Szczegółowy zakres norm, materiałów, powłok i przykładowych wykonań znajduje się na stronie:

Przeciągacze i przepychacze do wielowypustów, rowków wpustowych i kół zębatych.

Przygotowanie detalu do przeciągania

Jakość gotowego profilu zależy nie tylko od przeciągacza. Bardzo duże znaczenie ma prawidłowe przygotowanie obrabianej części.

Otwór wstępny

Otwór powinien mieć:

• właściwą średnicę i tolerancję,
• odpowiednią prostoliniowość,
• wymaganą współosiowość względem baz,
• możliwie równomierny naddatek,
• powierzchnię bez głębokich śladów, zadziorów i uszkodzeń.

Niewłaściwy otwór wstępny może powodować nierównomierne obciążenie zębów oraz przemieszczenie profilu względem osi części.

Faza wejściowa

Faza ułatwia wprowadzenie pilota i pierwszych zębów przeciągacza. Powinna być wystarczająca do bezpiecznego rozpoczęcia procesu, ale nie może naruszać funkcjonalnej części profilu.

Ostra, uszkodzona albo zadziorowa krawędź wejściowa może wyszczerbić pierwsze zęby narzędzia.

Powierzchnia podparcia

Powierzchnia, którą detal opiera się na stole albo przyrządzie, powinna być:

• prostopadła do osi obrabianego otworu,
• czysta,
• stabilna,
• wystarczająco sztywna.

Jeżeli detal ustawi się ukośnie, przeciągacz może zostać obciążony bocznie, a wykonany profil będzie nieosiowy albo stożkowy.

Przy cienkościennych częściach trzeba również sprawdzić, czy siła osiowa nie powoduje odkształcenia korpusu.

Miejsce na wyjście przeciągacza

Klasyczne przeciąganie wewnętrzne wymaga zazwyczaj otworu przelotowego i miejsca, przez które może przejść kompletna część robocza oraz pilot narzędzia.

Należy sprawdzić:

• średnicę i długość przestrzeni wyjściowej,
• ewentualne stopnie lub kołnierze,
• kolizję z oprzyrządowaniem,
• możliwość bezpiecznego odbioru przeciągacza.

Do typowych nieprzelotowych profili wewnętrznych częściej stosuje się dłutowanie kształtowe, dłutowanie Fellowsa, Power Skiving albo inne technologie niewymagające przeprowadzenia długiego narzędzia przez cały detal.

Materiał i twardość części

Rzeczywisty materiał i jego twardość muszą odpowiadać założeniom przyjętym podczas projektowania przeciągacza.

Zmiana:

• gatunku stali,
• stanu dostawy,
• obróbki cieplnej,
• twardości,
• struktury materiału,
• może znacząco zmienić siłę przeciągania, formowanie wióra i trwałość narzędzia.

Materiały na przeciągacze i przepychacze

Materiał narzędzia musi łączyć odporność na zużycie z odpowiednią ciągliwością. Przeciągacz jest zwykle długi, posiada głębokie rowki wiórowe i pracuje pod wysokim obciążeniem, dlatego zbyt kruchy materiał może być niebezpieczny w niestabilnych warunkach.

W ofercie Tradensa stosowane są między innymi:

• HSS M2,
• HSS M35,
• HSS M42,
• stale szybkotnące proszkowe PM-HSS,
• Erasteel ASP 2023,
• Erasteel ASP 2030,
• Erasteel ASP 2052,
• Böhler S290,
• Böhler S390.

HSS M2

M2 jest klasyczną stalą szybkotnącą o dobrym połączeniu ciągliwości, obrabialności i odporności na zużycie.

Może być dobrym rozwiązaniem przy:

• materiałach w stanie miękkim,
• umiarkowanych prędkościach,
• stabilnych, lecz niezbyt agresywnych procesach,
• narzędziach, których koszt ma istotne znaczenie.

HSS M35

M35 zawiera kobalt, który poprawia odporność na temperaturę i zużycie. Może być wykorzystywany przy trudniejszych materiałach, większej produkcji i bardziej obciążonych procesach.

HSS M42

M42 charakteryzuje się wysoką twardością na gorąco i odpornością na zużycie. Wymaga jednak właściwego projektu narzędzia i warunków pracy, ponieważ wzrost twardości materiału narzędziowego może oznaczać mniejszą tolerancję na przeciążenia i uderzenia.

PM-HSS

Stale proszkowe posiadają drobniejszą i bardziej równomierną strukturę niż typowe stale szybkotnące wytwarzane konwencjonalnie. Pozwala to uzyskać wysoką odporność na zużycie przy zachowaniu ciągliwości potrzebnej w przeciągaczach.

PM-HSS jest szczególnie korzystny przy:

• większych seriach,
• trudniej obrabialnych stalach,
• wysokich wymaganiach dotyczących trwałości,
• narzędziach przeznaczonych do wielu regeneracji.

Powłoki na przeciągacze i przepychacze

Powłoka może:

• zmniejszać tarcie,
• ograniczać powstawanie narostu,
• zwiększać odporność powierzchni na zużycie,
• poprawiać stabilność krawędzi przy podwyższonej temperaturze,
• ograniczać zacieranie w długich profilach.

W zależności od materiału narzędzia i aplikacji stosuje się między innymi:

• TiN,
• AlTiN,
• Futura Nano Top,
• Alcrona Pro,
• Alcrona EVO,
• powłoki specjalne dobierane do konkretnego procesu.

TiN

TiN jest klasyczną, uniwersalną powłoką stosowaną między innymi na narzędziach HSS.

Może poprawiać odporność na zużycie i ograniczać tarcie w umiarkowanych warunkach skrawania.

AlTiN i powłoki wysokotemperaturowe

Powłoki z dużym udziałem aluminium są stosowane w bardziej obciążonych procesach, w których istotna jest odporność termiczna i ochrona krawędzi.

Alcrona Pro i Alcrona EVO

Powłoki z tej grupy mogą być wykorzystywane na narzędziach PM-HSS przeznaczonych do wymagających materiałów i większych serii.

Dobór powłoki powinien jednak zawsze wynikać z:

• materiału podłoża,
• materiału części,
• chłodziwa,
• prędkości procesu,
• tolerancji profilu,
• sposobu późniejszego ostrzenia.

Samo zastosowanie drogiej powłoki nie naprawi błędów konstrukcji przeciągacza, zbyt dużego wzniosu, nieprawidłowego chłodzenia ani niestabilnego prowadzenia.

Przeostrzenie po powlekaniu

W zależności od profilu i tolerancji powierzchnia natarcia może zostać po powlekaniu ponownie delikatnie przeostrzona. Pozwala to przywrócić wymagany wymiar lub charakter krawędzi, pozostawiając powłokę na pozostałych powierzchniach narzędzia.

Takie rozwiązanie powinno wynikać z projektu przeciągacza, a nie być stosowane automatycznie do każdego narzędzia.

Przeciągacze z wkładkami z węglika spiekanego

W szczególnie wymagających aplikacjach stosuje się również przeciągacze składające się ze stalowego korpusu i części roboczych wykonanych z węglika spiekanego.

Wkładki mogą być:

• trwale osadzone w korpusie,
• lutowane,
• wymienne lub segmentowe,
• dodatkowo pokryte powłoką PVD.

Takie narzędzia mogą być rozważane przy:

• materiałach o dużej ścieralności,
• bardzo wysokiej produkcji,
• obróbce materiałów o podwyższonej twardości,
• aplikacjach, w których trwałość HSS lub PM-HSS jest niewystarczająca,
• specjalistycznym przeciąganiu na twardo.

Węglik pozwala zwiększyć odporność na zużycie, ale wymaga:

• bardzo sztywnej maszyny,
• dokładnego prowadzenia,
• stabilnego mocowania detalu,
• kontroli drgań,
• powtarzalnego materiału części,
• ostrożnego obchodzenia się z narzędziem.

W przypadku uderzenia, nieosiowości albo przeciążenia węglikowa krawędź jest bardziej narażona na wykruszenie niż bardziej ciągliwa stal szybkotnąca. NACHI oferuje specjalistyczne rozwiązania hard broaching do wysokowydajnego wykańczania materiałów o wysokiej twardości, co pokazuje, że przeciąganie nie musi ograniczać się wyłącznie do części w stanie miękkim.

W ofercie Tradensa dostępne są indywidualnie projektowane przeciągacze z wkładkami z węglika osadzonymi w stalowym korpusie. Rozwiązania te wymagają każdorazowej analizy detalu, materiału oraz posiadanej maszyny.

Smarowanie, chłodzenie i odprowadzanie wiórów

W przeciąganiu bardzo ważna jest nie tylko zdolność chłodzenia, ale przede wszystkim smarność cieczy roboczej.

Narzędzie:

• pozostaje przez dłuższy czas w kontakcie z obrabianą powierzchnią,
• posiada wiele ostrzy pracujących kolejno,
• transportuje wióry w rowkach przez całą długość profilu,
• może być podatne na narost i zacieranie.

Dlatego w wielu procesach stosuje się specjalne oleje do przeciągania o wysokiej smarności.

Zadania cieczy obróbkowej

Ciecz powinna:

• ograniczać tarcie,
• zmniejszać tworzenie narostu,
• odprowadzać ciepło,
• ułatwiać transport wiórów,
• chronić powierzchnię narzędzia i detalu,
• wypłukiwać drobne zanieczyszczenia.

Filtracja

Wióry i drobiny ścierne powracające z olejem mogą zarysować powierzchnię albo przyspieszyć zużycie zębów wykańczających. Dlatego układ powinien posiadać skuteczną filtrację dopasowaną do wymaganej jakości profilu.

Czyszczenie rowków wiórowych

Po każdym przejściu należy sprawdzić, czy w rowkach nie pozostały zbite wióry.

W zautomatyzowanych stanowiskach wykorzystuje się między innymi:

• szczotki,
• dysze olejowe,
• dysze powietrzne,
• automatyczne systemy oczyszczania.

Ponowne wciągnięcie wióra do następnego detalu może uszkodzić powierzchnię, zakleszczyć narzędzie albo wykruszyć ostrze.

Ostrzenie i regeneracja przeciągaczy

Przeciągacz jest drogim narzędziem specjalnym, dlatego jego prawidłowa regeneracja ma duże znaczenie ekonomiczne.

Nie należy przyjmować jednej uniwersalnej wartości zużycia, po której każdy przeciągacz musi być ostrzony. Moment regeneracji zależy od:

• materiału narzędzia,
• obrabianej części,
• powłoki,
• geometrii zębów,
• wymaganej tolerancji,
• siły procesu,
• jakości powierzchni,
• stanu poszczególnych sekcji narzędzia.

Objawy wskazujące na potrzebę kontroli

Do najczęstszych sygnałów należą:

• wzrost siły przeciągania,
• pogorszenie chropowatości,
• powstawanie zadziorów,
• zwiększenie rozrzutu wymiarowego,
• ślady narostu,
• błyszczące lub zaokrąglone krawędzie,
• mikrowykruszenia,
• pogorszenie jakości w jednej części profilu.

Jak ostrzy się przeciągacz?

Przeciągacze ostrzy się najczęściej na powierzchniach natarcia. Proces musi zachować:

• właściwe kąty,
• jednakową podziałkę,
• geometrię rowków,
• równomierne usunięcie materiału,
• prostoliniowość narzędzia,
• prawidłowe położenie łamaczy wióra.

Należy usuwać możliwie mało materiału, ale wystarczająco dużo, aby całkowicie usunąć zużytą albo uszkodzoną strefę.

Kontrola po ostrzeniu

Po regeneracji warto skontrolować:

• stan krawędzi,
• kąty natarcia,
• bicie i prostoliniowość,
• profil zębów,
• powierzchnie chwytów,
• piloty,
• część kalibrującą.

Profesjonalna regeneracja może obejmować również prostowanie, usuwanie zadziorów, naprawę wybranych części, kontrolę wymiarów i ponowne powlekanie.

Ponowne powlekanie

Po ostrzeniu powłoka na powierzchni natarcia zostaje usunięta. Ponowne pokrycie może przywrócić odporność na zużycie, ale wymaga wcześniejszego:

• dokładnego oczyszczenia,
• kontroli stanu narzędzia,
• usunięcia uszkodzonej powłoki,
• przygotowania powierzchni,
• zweryfikowania, czy geometria pozwala na kolejny cykl regeneracyjny.

Nie każde narzędzie powinno być automatycznie ponownie powlekane. Decyzja zależy od jego stanu, liczby przeprowadzonych ostrzeń i opłacalności dalszej eksploatacji.

Najczęstsze problemy podczas przeciągania

Przeciągacz zakleszcza się w detalu

Możliwe przyczyny:

• zbyt duży lub nierównomierny naddatek,
• zbyt wysoka twardość materiału,
• nieprawidłowy otwór wstępny,
• niewystarczająca przestrzeń wiórowa,
• wióry pozostawione w rowkach,
• niedostateczne smarowanie,
• nieosiowe ustawienie detalu,
• uszkodzone zęby,
• zbyt duży wznios na ząb.

Po zakleszczeniu narzędzia nie należy bez analizy zwiększać siły maszyny. Może to doprowadzić do zerwania chwytu albo pęknięcia przeciągacza wewnątrz części.

Przeciągacz pęka w okolicy chwytu

Najczęstsze przyczyny to:

• przekroczenie dopuszczalnej siły,
• nieprawidłowy uchwyt pullera,
• zużycie albo uszkodzenie powierzchni chwytu,
• gwałtowne przejęcie obciążenia,
• zbyt mały przekrój części przejściowej,
• zmęczenie materiału,
• nieosiowość maszyny i detalu.

Wykruszają się zęby

Przyczyną mogą być:

• nadmierny wznios,
• zbyt twardy materiał części,
• przypadkowe wtrącenia lub twarde miejsca,
• drgania,
• niedostateczne podparcie,
• przeciążenie jednej strony profilu,
• zbite wióry,
• niewłaściwy materiał narzędzia,
• nieprawidłowo dobrana powłoka.

Profil jest stożkowy albo przesunięty

Należy sprawdzić:

• średnicę i osiowość otworu wstępnego,
• prostopadłość powierzchni podparcia,
• stan przedniego i tylnego pilota,
• osiowość uchwytów maszyny,
• stabilność mocowania,
• odkształcenie cienkościennej części,
• zużycie części wykańczającej.

Pogarsza się jakość powierzchni

Możliwe przyczyny:

• stępione zęby wykańczające,
• narost na krawędzi,
• zużyta powłoka,
• niewłaściwy olej,
• słaba filtracja,
• ponowne przeciąganie wiórów przez profil,
• drgania,
• wyszczerbienie jednego z końcowych zębów.

Siła przeciągania stopniowo rośnie

Wzrost siły może sygnalizować:

• postępujące zużycie,
• pogorszenie smarowania,
• zmianę materiału lub twardości detali,
• zanieczyszczenie oleju,
• narastanie problemu z odprowadzaniem wiórów,
• uszkodzenie geometrii narzędzia.

Monitorowanie siły w kolejnych cyklach jest skutecznym sposobem wykrywania zmian procesu, zanim dojdzie do całkowitego uszkodzenia przeciągacza.

Kontrola jakości profilu po przeciąganiu

Dobór metody kontroli zależy od rodzaju profilu i wymagań rysunkowych.

Najczęściej wykorzystuje się:

• sprawdziany przechodnie GO i nieprzechodnie NOGO,
• pomiar przez wałeczki lub kulki,
• pomiar współrzędnościowy,
• pomiar profilu i podziałki uzębienia,
• kontrolę bicia,
• pomiar szerokości rowka,
• pomiar chropowatości,
• kontrolę optyczną powierzchni.

Sprawdziany do wielowypustów GO/NOGO

W produkcji seryjnej sprawdzian funkcjonalny pozwala szybko ocenić, czy profil mieści się w wymaganym polu tolerancji.

Nie zastępuje jednak pełnej analizy procesu. Jeżeli sprawdzian zaczyna wchodzić z innym oporem albo wyniki zbliżają się do granicy tolerancji, należy sprawdzić trend wymiarowy, stan przeciągacza i stabilność otworu wstępnego.

Powiązana oferta:

Sprawdziany do wielowypustów, uzębień i rowków wpustowych GO/NOGO.

Kiedy przeciąganie jest ekonomicznie uzasadnione?

Przeciąganie wymaga wykonania dedykowanego narzędzia oraz odpowiedniego stanowiska, ale później pozwala uzyskać bardzo krótki i powtarzalny cykl.

Technologia jest szczególnie atrakcyjna, gdy:

• produkowany jest jeden powtarzalny profil,
• seria jest średnia, duża lub masowa,
• geometria części pozostaje stabilna,
• wymagany jest krótki czas jednostkowy,
• potrzebna jest wysoka powtarzalność,
• możliwa jest automatyzacja,
• detal posiada przelotowy otwór i odpowiednie powierzchnie bazowe.

Mniej korzystna może być przy:

• pojedynczych częściach,
• częstych zmianach profilu,
• wielu wariantach długości,
• produkcji prototypowej,
• otworach ślepych,
• materiałach o bardzo zmiennej twardości,
• braku odpowiedniej maszyny.

Sytuacja produkcyjna	Technologia do pierwszej analizy
Pojedyncza część lub prototyp	Dłutowanie albo frezowanie
Mała i zmienna seria	Dłutowanie statyczne lub live broaching
Powtarzalna seria średnia	Przeciąganie albo przepychanie
Duża seria profilu wewnętrznego	Przeciąganie, Power Skiving albo dłutowanie Fellowsa
Bardzo duża seria jednego profilu	Przeciąganie
Wielowypust w otworze ślepym	Dłutowanie kształtowe, dłutowanie Fellowsa albo Power Skiving
Rowek wykonywany na tokarce CNC	Nóż do dłutowania albo oprawka napędzana
Zakład posiada odpowiednią prasę	Można rozważyć przepychacz
Zakład posiada przeciągarkę	Przeciągacz ciągniony

Nie należy wybierać metody wyłącznie na podstawie czasu skrawania. Trzeba uwzględnić także koszt narzędzia, liczbę wariantów części, przezbrojenia, kontrolę, regenerację i ryzyko zmian konstrukcyjnych.

Na jakich maszynach pracują przeciągacze?

Przeciągacze ciągnione pracują najczęściej na dedykowanych przeciągarkach:

• pionowych,
• poziomych,
• typu table-up,
• do przeciągania wewnętrznego,
• do obróbki powierzchniowej.

Maszyna musi zapewnić przede wszystkim:

• odpowiednią siłę,
• wystarczający skok,
• możliwość obsługi pełnej długości przeciągacza,
• kompatybilny puller i retriever,
• prawidłowe prowadzenie,
• bezpieczne podparcie detalu,
• właściwy obieg oleju i oczyszczanie narzędzia.

Przepychacze pracują zazwyczaj na prasach, ale dobór prasy i prowadzenia narzędzia stanowi odrębne zagadnienie.

Oferta maszyn znajduje się na stronie:

Maszyny do przeciągania i oprzyrządowanie – przeciągarki pionowe, poziome i table-up.

Jakie dane są potrzebne do zaprojektowania przeciągacza lub przepychacza?

Do przygotowania prawidłowego rozwiązania należy przekazać nie tylko profil końcowy, ale również informacje o detalu, maszynie i wielkości produkcji.

Dokumentacja profilu

• pełny rysunek detalu,
• wymagana geometria profilu,
• normę wielowypustu lub uzębienia,
• moduł albo dane wymiarowe,
• liczbę zębów lub rowków,
• kąt przyporu,
• sposób centrowania,
• tolerancje,
• promienie, fazy i podcięcia,
• metodę kontroli.

Informacje o detalu

• materiał,
• rzeczywistą twardość,
• rodzaj obróbki cieplnej,
• średnicę i tolerancję otworu wstępnego,
• długość przeciągania,
• dostępne miejsce na wejście i wyjście narzędzia,
• powierzchnie bazowe,
• planowaną wielkość serii.

Dane maszyny

• typ i model przeciągarki albo prasy,
• maksymalną siłę,
• maksymalny skok,
• dopuszczalną długość narzędzia,
• prędkość roboczą,
• konstrukcję pullera i retrievera,
• rysunki albo wymiary chwytów,
• średnicę otworu w stole,
• sposób podparcia detalu.

Dane dotyczące istniejącego procesu

Jeżeli narzędzie ma zastąpić obecny przeciągacz, warto przesłać:

• rysunek starego narzędzia,
• zdjęcia i oznaczenia,
• zużyty przeciągacz do pomiaru,
• dotychczasową trwałość,
• opis występujących problemów,
• pomiary siły,
• stosowany olej,
• raporty z kontroli detali.

Powiązana oferta Tradensa

Przeciągacze i przepychacze CTI

Przeciągacze i przepychacze do wielowypustów, rowków wpustowych i kół zębatych

Standardowe i specjalne narzędzia CTI typu pull i push, dobierane do profilu, materiału, długości przeciągania oraz posiadanej maszyny.

Maszyny do przeciągania

Maszyny do przeciągania i oprzyrządowanie

Przeciągarki pionowe, poziome i table-up wraz z uchwytami, prowadzeniem, systemami olejowymi i automatyzacją.

Sprawdziany kontrolne do wielowypustów

Sprawdziany GO/NOGO do wielowypustów i rowków wpustowych

Sprawdziany funkcjonalne do seryjnej kontroli profili wykonanych przez przeciąganie, dłutowanie i pozostałe metody.

Powiązana wiedza

• Metody produkcji rowków wpustowych – dłutowanie, przeciąganie i przepychanie
• Dłutowanie kół zębatych i wielowypustów – dłutaki Fellowsa
• Dłutowanie na tokarce CNC – metody statyczne i dynamiczne
• Co to jest Power Skiving? Zalety, wady i ograniczenia technologii
• Wielowypusty i wielokarby – rodzaje, normy i metody wykonania

Podsumowanie

Przeciąganie jest jedną z najbardziej wydajnych technologii produkcji powtarzalnych profili wewnętrznych i zewnętrznych. Wieloostrzowy przeciągacz łączy kolejne etapy usuwania materiału w jednym narzędziu, dzięki czemu po pojedynczym cyklu można uzyskać gotowy wielowypust, koło zębate wewnętrzne, rowek wpustowy, wielokąt albo profil specjalny.

Największą zaletą procesu są krótki czas cyklu, wysoka powtarzalność i możliwość automatyzacji. Jednocześnie przeciągacz jest narzędziem zadaniowym, ściśle związanym z konkretnym profilem, materiałem, długością obróbki i maszyną. Zmiana jednego z tych parametrów może wymagać ponownej analizy całej konstrukcji.

Na trwałość i stabilność procesu wpływają nie tylko materiał oraz powłoka przeciągacza. Równie ważne są:

• prawidłowy otwór wstępny,
• odpowiednia faza wejściowa,
• osiowe ustawienie części,
• pojemność rowków wiórowych,
• smarność i filtracja oleju,
• regularne czyszczenie narzędzia,
• profesjonalne ostrzenie,
• kontrola siły oraz jakości kolejnych detali.

Potrzebujesz dobrać przeciągacz lub przepychacz?

Tradensa pomaga w doborze przeciągaczy i przepychaczy do:

• wielowypustów ewolwentowych i równoległych,
• wewnętrznych kół zębatych,
• rowków wpustowych,
• otworów cylindrycznych i wielokątnych,
• wielokarbów,
• profili specjalnych wykonywanych według rysunku lub wzorca.

Do analizy najlepiej przesłać rysunek detalu, dane profilu, materiał i twardość, średnicę otworu wstępnego, długość przeciągania, wielkość serii oraz informacje o posiadanej przeciągarce albo prasie.

Klasyczne przeciągacze i przepychacze ze stali HSS oraz PM-HSS oferujemy we współpracy z CTI. Rozwiązania ze stalowym korpusem i wkładkami z węglika spiekanego są dobierane indywidualnie w ramach odrębnych projektów.

Skontaktuj się z Tradensa i prześlij dokumentację do doboru narzędzia.

FAQ

Czy przeciągacz może obrabiać kilka różnych długości detalu?

Zmiana długości przeciągania wpływa na ilość powstającego wióra, liczbę zębów pracujących jednocześnie i całkowitą siłę procesu. Zastosowanie narzędzia do innej długości powinno zostać wcześniej zweryfikowane przez producenta.

Czy jeden przeciągacz można wykorzystać do różnych materiałów?

Nie należy tego zakładać bez analizy. Zmiana materiału albo twardości może zmienić siłę, kształt wióra i obciążenie krawędzi. Narzędzie projektowane do miękkiej stali może nie być odpowiednie do stali o znacznie wyższej wytrzymałości.

Czy przeciągacz może pracować w otworze ślepym?

Klasyczny długi przeciągacz wewnętrzny wymaga najczęściej otworu przelotowego i miejsca na wyjście narzędzia. Do otworów ślepych zwykle lepiej nadają się dłutowanie, Power Skiving albo inne specjalne metody.

Czy wszystkie przeciągacze wykonują profil w jednym przejściu?

Nie. Przy dużej ilości materiału, ograniczonej długości narzędzia albo niewystarczającej sile maszyny stosuje się dwa lub więcej przeciągaczy, na przykład zgrubny i wykańczający.

Czym różni się przeciągacz od przepychacza?

Przeciągacz jest ciągnięty i pracuje na rozciąganie. Przepychacz jest naciskany i pracuje na ściskanie, dlatego jest zazwyczaj krótszy i musi być zabezpieczony przed wyboczeniem.

Czy przeciągacze można ostrzyć?

Tak. Przeciągacze są narzędziami przeznaczonymi do profesjonalnej regeneracji. Ostrzenie musi zachować kąty, podziałkę, geometrię rowków i stan części kalibrującej. Po ostrzeniu można również rozważyć ponowne powlekanie.

Czy przeciągacze wykonuje się z węglika spiekanego?

Większość klasycznych przeciągaczy wykonuje się z HSS lub PM-HSS. W specjalnych aplikacjach stosuje się jednak stalowe korpusy z wkładkami z węglika spiekanego, szczególnie przy materiałach ściernych, dużej produkcji i obróbce materiałów o podwyższonej twardości.

Czy przeciąganie jest opłacalne przy małej serii?

Zależy to od wartości części, złożoności profilu i dostępnych alternatyw, ale najczęściej największą przewagę ekonomiczną uzyskuje się przy produkcji powtarzalnej. Przy małych i zmiennych seriach korzystniejsze może być dłutowanie albo obróbka na maszynie CNC.

Jak kontrolować wielowypust po przeciąganiu?

Najczęściej wykorzystuje się sprawdziany GO/NOGO, pomiar przez wałeczki lub kulki oraz specjalistyczny pomiar profilu, podziałki i bicia. Zakres kontroli powinien wynikać z normy i dokumentacji części.

 

 

 

 

Rys. 1. Przeciągacz z chwytem ciągnącym typu pull.

Rys. 2. Przepychacz z chwytami płaskimi.