Formowanie gwintów – najważniejsze metody i zastosowania w przemyśle

Formowanie gwintów to proces kluczowy dla jakości połączeń śrubowych i szczelności układów. W praktyce przemysłowej stosuje się dwie główne grupy metod: metody ubytkowe (nacinanie) oraz obróbkę plastyczną (wygniatanie i walcowanie). Dobór technologii zależy od materiału, typu gwintu (wewnętrzny/zewnętrzny), wymaganej wytrzymałości oraz wydajności produkcji. Poniżej znajdziesz najważniejsze metody, różnice między nimi oraz praktyczne wskazówki doboru narzędzi i parametrów pod produkcję seryjną i jednostkową.

Przeczytaj również: Wytrzymałość obudów z poliestru wzmocnionego włóknem szklanym: kluczowe cechy materiału

Najważniejsze metody formowania gwintów – przegląd i zasada działania

Metoda ubytkowa (nacinanie) obejmuje nacinanie gwintów narzynkami i gwintownikami oraz obróbki CNC: toczenie i frezowanie. Materiał jest usuwany, co ułatwia pracę w materiałach trudnoodkształcalnych i pozwala szybko korygować wymiary. To rozwiązanie pierwszego wyboru w prototypowaniu, małych seriach oraz przy gwintach nietypowych.

Przeczytaj również: Dlaczego warto mieć dostęp do szybkiej diagnostyki awarii sprzętu w Otwocku?

Obróbka plastyczna (wygniatanie i walcowanie) kształtuje gwint przez odkształcenie materiału bez wiórów. Włókna materiału nie zostają przerwane, co przekłada się na większą nośność i odporność zmęczeniową. Metody te błyszczą w produkcji seryjnej dzięki krótkim czasom cyklu, czystości procesu i stabilnej jakości.

Przeczytaj również: Wpływ stylizacji wnętrz na odbiór zdjęć loftowych apartamentów

Nacinanie gwintów: gwintowniki, narzynki, toczenie i frezowanie

Gwint wewnętrzny najczęściej wykonuje się gwintownikami (maszynowymi lub ręcznymi). Wersje spiralne dobrze odprowadzają wiór w górę, a gwintowniki przelotowe działają sprawnie w otworach nieprzelotowych o odpowiednim rowku wiórowym. Dobór średnicy otworu pod gwint jest krytyczny – zbyt mała średnica podnosi moment skrawania i ryzyko złamania narzędzia, zbyt duża skutkuje zbyt luźnym pasowaniem.

Gwint zewnętrzny wykonuje się narzynkami w pracach warsztatowych oraz w produkcji małoseryjnej. Do elementów precyzyjnych i twardszych materiałów chętnie stosuje się toczenie gwintów na tokarkach CNC z aktywną kompensacją promieniową i funkcjami synchronizacji wrzeciona.

Toczenie gwintów to obrotowe skrawanie na tokarkach – wydajne, uniwersalne, idealne do wałków i krótkich serii. Umożliwia wykonywanie gwintów metrycznych, calowych, trapezowych i specjalnych. Kluczowe są geometria płytki, korekcja promienia wierzchołka i stabilne ustawienie punktu zerowego.

Frezowanie gwintów realizuje się frezarką CNC (frezy jednokrawędziowe lub wielokrawędziowe). Zapewnia wysoką precyzję, mniejsze siły skrawania i łatwe wyprowadzanie wióra, co jest korzystne w otworach ślepych oraz w materiałach lepkich. Jednym narzędziem można wykonywać różne średnice tego samego skoku, co obniża koszty narzędzi w krótkich seriach.

Obróbka plastyczna: wygniatanie i walcowanie gwintów

Wygniatanie gwintów (wewnętrznych) wykorzystuje gwintowniki wygniatające bez rowków wiórowych. Materiał płynie plastycznie, wypełniając profil. Zalety wygniatania to większa wytrzymałość gwintu, lepsza gładkość powierzchni oraz brak wiórów. Warunkiem sukcesu jest odpowiednia plastyczność materiału (zwykle do ok. 35 HRC) i precyzyjnie dobrana średnica otworu pod wygniatanie (inna niż pod skrawanie).

Walcowanie gwintów (zewnętrznych) polega na dociskaniu rolek lub segmentów, które formują profil bez ubytku materiału. Proces jest bardzo szybki, a gwinty uzyskują podwyższoną nośność i odporność zmęczeniową dzięki umocnieniu warstwy wierzchniej. Walcowanie wymaga precyzyjnego przygotowania średnicy wstępnej pręta oraz odpowiedniej sztywności detalu.

Dobór metody do materiału i typu gwintu

W materiałach trudnoodkształcalnych (stale utwardzane, nadstopy) bezpieczniej sprawdzi się nacinanie – toczenie lub frezowanie, często z chłodzeniem wysokociśnieniowym. W stalach konstrukcyjnych, aluminium i miedzi idealnie wypada wygniatanie i walcowanie, szczególnie gdy kluczowa jest nośność i cykl produkcyjny. Gwint wewnętrzny częściej formuje się wygniataniem lub gwintownikami, a gwint zewnętrzny – narzynkami w małych seriach albo walcowaniem w produkcji seryjnej.

Jeśli detale są cienkościenne lub mają ograniczone podparcie, lepszą kontrolę daje frezowanie gwintów, bo generuje mniejsze siły i ogranicza ryzyko odkształceń. Przy długich gwintach na wałkach toczenie z wielokrotnym przejściem i strategiami wygaszania drgań zapewni powtarzalność i powierzchnię zgodną z normą.

Parametry, narzędzia i jakość – na co zwrócić uwagę

Najczęstsze błędy wynikają z niewłaściwego doboru średnicy przygotówki/otworu, nieadekwatnej geometrii narzędzia oraz niewłaściwego chłodzenia. W nacinaniu kluczowe są: kąt natarcia, promień wierzchołka, podziałka i strategia wejścia/wyjścia. W wygniataniu i walcowaniu – smarowanie o wysokiej lepkości, korekta średnicy pod efekt sprężynowania oraz kontrola twardości materiału wsadowego.

Na obrabiarkach CNC precyzja zależy od synchronizacji osi, kompensacji zużycia narzędzi i stabilności uchwytu. Odczyt normy (np. tolerancje 6H/6g) i kontrola pierścieniami/wałkami sprawdzianowymi pozwalają szybko zweryfikować wymiar. Znaczenie doboru narzędzi jest kluczowe: w praktyce to jakość płytki, powłoka, mikronastawy i system chłodzenia decydują o żywotności i powtarzalności gwintu.

Przemysłowe zastosowania i przykładowe scenariusze produkcyjne

W branżach motoryzacyjnej, lotniczej, energetycznej i ciężkiej wymaga się trwałych, powtarzalnych połączeń. Obróbka plastyczna gwintów sprawdza się w elementach narażonych na zmęczenie: drążki, łączniki, króćce, śruby o krytycznym obciążeniu. Metoda ubytkowa dominuje przy produkcji jednostkowej, naprawach i częściach o skomplikowanej geometrii, gdzie elastyczność programowania CNC i szybka zmiana oprzyrządowania mają przewagę.

W lekkich konstrukcjach stalowych i w ogólnej mechanice gwinty powstają zarówno przez toczenie/frezowanie (uniwersalność), jak i przez walcowanie (wydajność przy dużych seriach). W precyzyjnych obudowach i elementach cienkościennych frezowanie ogranicza deformacje i poprawia chropowatość.

Jak wybrać właściwą technologię – krótkie wskazówki praktyczne

• Wymagana nośność i trwałość: wybierz wygniatanie lub walcowanie dla większej wytrzymałości dzięki zachowaniu ciągłości włókien.
• Materiał i twardość: w materiałach miękkich-plastycznych preferuj obróbkę plastyczną; w twardych i kruchych – nacinanie.
• Typ produkcji: serie duże – walcowanie/wygniatanie; prototypy i krótkie serie – toczenie/frezowanie.
• Geometria detalu: cienkościenne i trudne odprowadzenie wióra – frezowanie gwintów.
• Kontrola jakości: stosuj sprawdziany pierścieniowe/wałkowe, monitoruj momenty skrawania i chropowatość.

Wsparcie narzędziowe i wdrożeniowe dla produkcji B2B

Firmy produkcyjne oczekują powtarzalności, niższego TCO i krótszych cykli. W praktyce osiąga się to przez właściwe parametry, dopasowane narzędzia (np. systemy Kennametal) oraz dopracowane strategie CAM. Wdrożenia procesów technologicznych, dobór geometrii i powłok, a także testy przejściowe na maszynie skracają czas uruchomienia i stabilizują jakość. Jeśli planujesz zwiększyć wydajność lub zmienić metodę na bezwiórową, warto skorzystać ze wsparcia aplikacyjnego i programów parametrycznych pod konkretny materiał oraz skok gwintu.

Poznaj szczegóły i możliwości wdrożenia

Chcesz szybko dobrać metodę i narzędzia do swojej aplikacji? Sprawdź naszą ofertę i porównaj metody, parametry oraz realne czasy cyklu: Formowanie gwintów. Dobierz rozwiązanie pod gwint wewnętrzny lub zewnętrzny, materiał oraz wymaganą klasę tolerancji – zyskasz stabilny proces i niższy koszt na detal.