Nagniatanie – technika wykańczania powierzchni

Nagniatanie to metoda wykańczania polegająca na deformacji plastycznej w preparowanym materiale, która pozwala uzyskać zwiększenie umocnienia powierzchniowego. Jej zaletą jest poprawa parametrów chropowatości oraz twardości powierzchniowej przy jednoczesnej eliminacji naprężenia w materiale poddanym obróbce. Sprzyja wydłużeniu żywotności i odporności na korozję i poprawia kalibrację wymiarową.



skuv30

Nagniatanie to sposób obróbki, który może być stosowany zarówno na powierzchniach zewnętrznych, jak i wewnętrznych posiadających symetrię obrotową takich jak stożki, cylindry, czy otwory. Może być także wykorzystywany do przygotowania powierzchni płaskich typu kołnierze czołowe.

Technikę nagniatania stosuje się na materiałach wykonanych z wszystkich metali jako preparację następującą po obróbce mechanicznej typu wiercenie, rozwiercanie, wytaczanie, toczenie czy szlifowanie.

Cel nagniatania

Celem nagniatania jest wzmocnienie twardości powierzchniowej oraz obniżenie chropowatości określonego obszaru poprzez wyrównanie grzbietów, dzięki czemu otrzymuje się powierzchnie skrajnie gładkie – nagniataki zapewniają mikrowykończenie aż do Ra 0,05. Niewątpliwą zaletą nagniatania jest jednoczesne wykończenie powierzchni wraz z wykonaniem kalibracji wymiarowej. Co więcej, proces nagniatania pozwala na uzyskanie stałych wyników dla całego procesu produkcyjnego.

Nagniatanie może być stosowane na różnych typach narzędzi – od tradycyjnych obrabiarek, przez ręczne aż do urządzeń typu CNC. Warunkiem umożliwiającym przeprowadzenie nagniatania jest wymóg by materiał miał właściwości plastyczne i nie był twardszy niż 40 HRC.

nagniataki opis e1544210870893
nagniataki kilka

KORZYŚCI NAGNIATANIA W ODNIESIENIU DO TRADYCYJNYCH METOD

  • Narzędzie nie jest kosztowne w odniesieniu do swojej trwałości.
  • Żadnego wiórowego usuwania naddatku materiału.
  • Obniżenie wartości chropowatości (grzbiety zostają spłaszczone a doliny wypełnione), przez co uzyskuje się powierzchnie skrajnie gładkie.
  • Skrajne prędkości obróbki: 0.2-3.0mm/obr. dla narzędzi wielorolkowych, 0.05-1.0mm/obr. dla narzędzi jednorolkowych.
  • Korzyści natury mechanicznej: wzrost odporności na korozję i twardości powierzchniowej.
  • Nagniatak nie działa modyfikująco na wymiar poprzez ubytek, spełnia funkcję “kalibrującą” tolerancji obróbkowych i pozwala uzyskać stałe wyniki dla całego lotto produkcyjnego.
  • Żywotność narzędzia jest nadzwyczaj długa, możliwa obróbka od 10.000 do 300.000 szt. bez naprawy narzędzia, wystarczy wymienić rolki, kiedy to konieczne.

Jak przebiega nagniatanie?

Nagniataki aplikują siłę na określonej powierzchni i wskazanej trajektorii poprzez zastosowanie rolek. Tu strefa styku jest niewielka, a nagniatanie zachodzi przy nacisku i częstotliwości o małej energii i sile.

Nagniataki powodują deformację plastyczną poprzez stosowanie stosunkowo niskiego nacisku na powierzchnię w sposób, który pozwala uzyskać zwiększenie twardości powierzchniowej.

W efekcie podnosi jakość wykończenia powierzchniowego, zwiększa miejscowo wytrzymałość materiału oraz poprawia kalibrację wymiarową. Jednocześnie powoduje zwiększenie wytrzymałości na korozję, zmniejsza uszkodzenia detali i eliminuje naprężenia wynikające z procesu deformacji. Przyczynia się również do wzrostu żywotności preparowanych elementów.

Technologia nagniatania nie wymusza zmian w naddatkach obróbkowych. Fakt ten spowodowany jest wgniataniem naddatków w strukturę materiału, co można zauważyć jako lekką zmianę średnicy z tytułu zgniotu nierówności. Dlatego też, podczas wstępnej obróbki poprzedzającej nagniatanie, należy pozostawić naddatek materiału, który w wyniku zgniotu pozwoli uzyskać oczekiwany stopień wykończenia wraz z odpowiednią średnicą i stopniem zgniotu. W przypadku większych gniotów może dojść do tzw. płynięcia materiału, może wtedy okazac się konieczne osełkowanie lub użycie narzędzia które usunie taką wypływkę.

Technologia nagniatania dedykowana jest do plastycznego odkształcania metali o twardości nie wyższej, niż 40-45HRc. W przypadku twardszych materiałów nagniatanie nie będzie wystarczająco skuteczne.




Jakie są efekty nagniatania?

W wyniku nagniatania uzyskuje się powierzchnie:

  • o mniejszej chropowatości, sięgającej do 0,05-0,10μm (Ra);
  • niskiej tolerancji wynoszącej 0,01mm lub dokładniejszej;
  • wyższej twardości powierzchniowej materiału HRC w stosunku do stanu sprzed obróbki sięgającej od 30% do 70%;
  • zwiększonej wytrzymałości na rozciąganie od zmęczenia materiału sięgające nawet 300%;
  • eliminacja naprężeń, ryzyka korozji i pęknięć;
  • zmniejszenie tarcia powyżej 35%;
  • wykluczenie śladów po obróbce, w tym zadrapań i porów;
  • redukcja poziomu hałasu i czasu wykańczania powierzchni.


Warto dodać, że…

…proces ten pozwala pozbyć się pozostałych po uprzedniej obróbce, wystających grzbietów i uzyskać gładką powierzchnię końcową. Obróbka powierzchni za pomocą nagniataków zachodzi bez konieczności usuwania materiału, a wyrównanie i wzmocnienie powierzchni następuje poprzez plastyczne odkształcenie materiału.



Produkty YAMATO mają zastosowanie w:

  • lotnictwie: produkcja cięgien,

  • kolejnictwie: produkcja osi kolejowych i innych części pojazdów szynowych

  • motoryzacji: produkcja części do samochodów,

  • przemyśle maszynowym: produkcja części wymagających umocnienia i wygładzenia powierzchni,

  • druku 3D w metalu: wygładzanie części metalowych wydrukowanych na drukarkach,

  • przemyśle okrętowym: produkcja wałów i części wymagających wygładzenia i umocnienia powierzchni,

  • produkcji silników elektrycznych: do wygładzania wałów i gniazd pod łożyska.


Produkty Yamato

Proponujemy szeroki wybór nagniataków do obróbki powierzchniowej. W naszej ofercie znajdziesz nagniataki do otworów, wałków i promieni, kątowe i do płaskich powierzchni, diamentowe, do pomp i silników hydraulicznych, mikronagniataki do automatów tokarskich, narzędzia modułowe z rolką pojedynczą SKUV, do nagniatania ciężkiego, nagniataki BSBT, GRV dwukierunkowe z pojedynczą rolką czy CMID z kompensacją automatyczną.

nagniataki kilka1