Precis, tillförlitlig, kostnadseffektiv · _ GÄNGNING MED WALTER PROTOTYP Precis, tillförlitlig, kostnadseffektiv Produkthandbok Gängning Printed Halmstad, in Germany 632 4031

_ GÄNGNING MED WALTER PROTOTYP

Precis, tillförlitlig, kostnadseffektiv

Produkthandbok

Gängning

Prin

ted

in G

erm

any

632

4031

(11/

2012

) SE

Walter Norden ABHalmstad, Sverige+46 (0) 35 16 53 00, [email protected]

Walter AG

Derendinger Straße 53 72072 Tübingen Germany www.walter-tools.com

INNEHÅLL

Gängning

2 Register

4 Inledning

8 Program

9 Gängskärning med tapp

12 Pressgängning

13 Gängfräsning

14 Produktinformation


28 Pressgängning

34 Gängfräsning

40 Val av verktyg


44 Pressgängning

46 Gängfräsning

48 Teknisk information

48 Allmänt


94 Pressgängning

101 Gängfräsning

112 Bilaga

2 3

Register

Axiell felskärning Gängskärning med tapp . . . 87, 91

Beläggningar . . . . . . . . . . . . . 52 – 55 Pressgängning . . . . . . . . . . . . . . 55

CNC-programmering Gängfräsning . . . . . . . . . 107 – 108

Egenskaper Gängskärning med tapp . 84 – 85

Felskärning Gängskärning med tapp . . . 86, 91

Kärnhålsdiameter Allmänt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Pressgängning . . . . . . . . . . . 70 – 71, 96 – 97, 116 Gängfräsning . . . . . . . . . 114 – 115 Gängskärning med tapp 114 – 115

Formler. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

Grundläggande metod Pressgängning . . . . . . . . . 94 – 95 Gängfräsning . . . . . . . . . 101 – 105

Grundtyper Gängskärning med tapp . .74 – 75

Härdning av kantzoner . . . . . . . . . . 72

Infästningsmetod . . . . . . . . . . . . . . 64

Ingångsfaser Gängskärning med tapp . . . . . . 76

Jämförelse av geometridata Gängskärning med tapp . 82 – 83

Jämförelse av metoder. . . . . 48 – 49

Jämförelsetabell över hårdheter . 117

Kärnhål Allmänt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Pressgängning . . . 71, 96 – 97, 116 Gängfräsning . . . . . . . . . 114 – 115 Gängskärning med tapp 114 – 115

Krafter Gängskärning med tapp . .86 – 87

Kylning och smörjning . . . . . 56 – 57 Pressgängning . . . . . . . . . .60 – 61 Gängskärning med tapp . . . . . . 58 Gängfräsning . . . . . . . . . . . . . . . 59

Materialpåkletning . . . . . . . . . . . . . 93

Matningskorrektur Gängfräsning . . . . . . . . . . . . . . 103

Minimal-smörjning . . . . . . . . 62 – 63

Modifikationer Pressgängning . . . . . . . . . . . . . . 98 Gängskärning med tapp . 88 – 89 Gängfräsning . . . . . . . . . . . . . . 109

Nomenklatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Paradur® Eco CI. . . . . . . . . . . . . 10, 18

Paradur® Eco Plus. . . . . . . .9, 14 – 15

Paradur® HSC . . . . . . . . . . . . . . 11, 27

Paradur® HT. . . . . . . . . . . . . . . . 10, 19

Paradur® Synchrospeed . . . 9, 16 – 17

Paradur® Ti Plus . . . . . . . .11, 24 – 25

Paradur® X∙pert M. . . . . . 10, 22 – 23

Paradur® X∙pert P . . . . . . .10, 20 – 21

Problem och lösningar Pressgängning . . . . . . . . 99 – 100 Gängfräsning . . . . . . . . . 110 – 111 Gängskärning med tapp . 90 – 92

Profildistorsion . . . . . . . . . . . . . . . 106

Programmering av matning Gängskärning med tapp . . . . . . 87

Protodyn® Eco LM. . . . . . . . . . . 12, 30

Protodyn® Eco Plus. . . . . . . . . . . . . 28

Protodyn® HSC . . . . . . . . . . . . . . . . 33

Protodyn® Plus . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Protodyn® S Eco Inox . . . . . . . . 12, 31

Protodyn® S Eco Plus . . . . . . . . 12, 28

Protodyn® S HSC. . . . . . . . . . . . 12, 33

Protodyn® S Plus. . . . . . . . . . . . 12, 29

Protodyn® S Synchrospeed . . . 12, 32

Prototex® Eco HT . . . . . . . .9, 14 – 15

Prototex® HSC. . . . . . . . . . . . . . 11, 26

Prototex® Synchrospeed . . 9, 16 – 17

Prototex® TiNi Plus . . . . . .11, 24 – 25

Prototex® X∙pert M . . . . . 10, 22 – 23

Prototex® X∙pert P . . . . . .10, 20 – 21

Rprg. (programmeringsradie) Gängfräsning . . . . . . . . . . . . . . 108

Alfabetiskt register

Sidan Sidan Sidan Sidan

Skärförlopp Gängskärning med tapp . .79 – 80

Uppdelning av passeringar Gängfräsning . . . . . . . . .104 – 105

Spånkontroll Gängskärning med tapp . . . . . . 90

Spåntvärsnitt Gängskärning med tapp . .77 – 78

Synkron bearbetning . . . . . . 68 – 69

TMC . . . . . . . . . . . . . . . . . .13, 34 – 35

TMD . . . . . . . . . . . . . . . . . .13, 38 – 39

TME . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

TMG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13, 35

TMO . . . . . . . . . . . . . . . . . .13, 36 – 37

TMO HRC . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13, 37

Toleransintervall . . . . . . . . . . . . . . . 50

Torrbearbetning Gängfräsning . . . . . . . . . . . .59, 63

Verktygsgrupper . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Vinkel och egenskaper Gängskärning med tapp . . . . . . . 81

Vridmomentinställning Gängskärning med tapp,

pressgängning . . . . . . . . . 118 – 119

Walter GPS . . . . . . . .5, 102 – 103, 107 – 108, 111

4 5

Teknik, trender och innovationer inom gängning

Det finns olika tillvägagångsätt att tillverka en gänga. I den här handboken koncen-trerar vi oss på gängskärning med tapp, pressgängning och gängfräsning med verktyg från Walter Prototyp. Handboken innehåller även allmän teknisk information om dessa metoder.

Vid tillverkning av invändiga gängor är gängskärning med tapp fortfarande den vanligaste metoden. Vid utveckling av verktyg står processäkerhet, kvalitet och tillverkningskostnad per gänga i fokus.

Walter Prototyp gör stora ansträngningar beträffande makro-/mikrogeometri och beläggningar för att säkerställa hög processäkerhet även vid ogynnsamma bearbetningsförhållanden. Med våra verktyg i serierna Eco och Synchrospeed kan kostnaderna per gänga reduceras betydligt. Ännu lägre kostnader kan uppnås med hårdmetallverktyg. Våra HSC-produkter sätter en ny standard – även i stålmaterial. De här verktygen är förstahandsvalet vid massproduktion, t.ex. muttertillverkning och i fordonsindustrin.

Som metod för tillverkning av invändiga gängor har pressgängning haft en stor utveckling de senaste 20 åren. Förr krävde dessa verktyg oftast olja som smörj-medel, men idag är det möjligt att med 5-procentig emulsion forma nästintill alla formbara material (även rostfria) i alla slags CNC-maskiner. Detta tack vare målinriktad vidareutveckling av verktygsgeometri och beläggning. Användningen av emulsion har till och med förbättrat gängornas statiska och dynamiska draghållfasthet.

Hårdmetall har använts länge vid press-gängning. Absoluta toppnoteringar når vi idag med vårt Protodyn® HSC-produkt-program.

Pressgängning är oftast den mest kost-nadseffektiva metoden för att producera invändiga gängor, förutsatt att denna metod är tillåten för komponenten.

När det gäller processäkerhet och gängkvalitet är gängfräsning ohotad på toppen. Vid sidan om den klassiska fräsningen har på senare tid den så kall-lade orbitalgängfräsningen gjort sig ett namn. Med den kan användare för första gången producera mycket djupa (t.ex. 3 x DN) och mycket små (t.ex. M1,6) invändiga gängor även i svårbearbetade material på ett processäkert sätt.

Till sist ett tips: Använd vår nya mjukvara Walter GPS, efterföljaren till CCS, för att välja optimal metod och verktyg. Här kan man jämföra alla tillverkningsmetoder direkt med varandra och välja den som är mest kostnadseffektiv.

Inledning

6 7

Idag är det praktiskt omöjligt att ta igen stigande produktionskostnader genom att låta kunden betala för högre styckkostna-der. Detta gäller för både konsumentvaror och industrivaror. Framgångsrika företag minimerar vinstbortfall genom kontinuer-lig produktivitetsförbättring.

Som tillverkare av precisionsverktyg för spånskärande bearbetning kan vi här er-bjuda betydande fördelar som illustrationen visar. Verktygskostnaderna står endast för ca 3% av den totala bearbetnings-kostnaden. En mycket större faktor är bearbetningstiden som står för 30% av kostnaderna av bearbetningen.

Det betyder: med de effektiva spånbear-betningsverktygen från Walter Prototyp kan man sänka bearbetningskostna-derna betydligt. Ökade skärdata leder till enorma kostnadsbesparingar. Eftersom verktygspriset har ett nästan försumbart inflytande på de totala bearbetningskost-naderna, ska verktygen från kvalitetsmär-ket Walter Prototyp inte bedömas efter verktygspriset utan efter den dramatiska ökningen av produktiviteten och därmed sparpotentialen för våra kunder.

Av denna anledning framhäver vi på Walter Prototyp vårt verktygssortiment för HSC-bearbetning (High Speed Cutting) med hårdmetallverktyg. Som exempel kan man uppnå skärhastigheter på upp till 50 m/min vid bearbetning av låglegerat stål. Ett anmärkningsvärt resultat när det gäller gängning! För kunder som önskar maximal produktivitet erbjuder Walter Prototyp specialutvecklade verktyg för synkron bearbetning som komplement till HSC-produktprogrammet.

Minimalsmörjning (MQL) är ytterligare en faktor som kan sänka tillverkningskost-naderna vilket framgår av bilden nedan. Även här kan Walter Prototyp erbjuda sina kunder specialanpassade beläggningar.

Sammanfattning: Den rena verktygs-kostnaden är endast 3% av den faktiska produktionskostnaden, men verktyget har avgörande inverkan på 97% av resten av kostnaderna.

Låt oss visa hur du kan sänka kostnaderna för din tillverkning med verktygen från Walter Prototyp.

Produktiv process med Walter Prototyp

Inledning

Jämförelse av produktionskostnaden

Verktyg

3%

Bearbetningstid: upp till 80% besparing genom ökad skärhastighet (t.ex. vid användning av hårdmetallverktyg i HSC-familjen)

30%

Maskinstillestånd: ca 50% besparinggenom reducerat spåntrassel (t.ex. vid användning av Paradur® Eco Plus)

7%

Kylmedel: upp till 10% besparing genom MQL (t.ex. vid användning av Paradur® Eco CI). Ytterligare fördelar som t.ex. miljövänlighet tas inte upp här.

16%

Verktygsbyte: ca 50% besparing genom ökad livslängd (t.ex. vid användning av Paradur® HT)

25%

Övrigt: ca 25% besparing (bl.a. beroende på reducerade kostnader för lagring och logistik tack vare det breda användningsom-rådet för Synchrospeed-familjen)

19%

tidigare

med Walter PrototypUpp till

45 % sammanlagd besparing

8 9

* undantag för gängskärning med tapp: − Paradur® N med ingångsfas form D och Paradur® Combi: spiralvridna verktyg för tillverkning av genomgångsgängor

− Paradur® HT, Paradur® GG och Paradur® Engine: verktyg med raka spånkanaler för bottenhålgängor (i material med goda spånbrytningsegenskaper)

− NPT/NPTF skärande gängtapp: högerspiralvridna verktyg för bottenhål- och bottenhålgängor

** undantag för gängfräsning: − TME (Thread Mill External): verktyg avsett för tillverkning av utvändiga gängor

Walter Prototyp gängverktyg – nomenklatur/verktygsgrupper

Skärande gängtapp med universalt användningsområde

Programöversikt Programöversikt

Gängskärning med tapp*

Prototex®…

skärande gängtapp med ingångsfas

Paradur®…

skärande gängtapp med spiralvridna

spånkanaler

Paradur®…

verktyg med raka spånkanaler

Pressgängning Gängfräsning**

Protodyn®…

pressgängtapp utan smörjspår

Protodyn® S …

pressgängtapp med smörjspår

TM …

TM = Thread Mill…

BH = bottenhålGH = genomgående hål

C C Primärt användningsområdeC Alternativt användningsområde

Typbeskrivning

Materialhuvudgrupp

Sida

i ha

ndbo

ken

Appl

ikat

ion

Gän

gdju

p

P M K N S H O

Stål

Rost

fritt

stå

l

Gju

tjär

n

Icke

-jär

nmet

alle

r

Supe

rlege

ringa

r och

tit

anle

gerin

gar

Här

dade

mat

eria

l

Ej IS

O-k

lass

ifice

rat

Prototex® Eco HT − universell användning − för våt- och MQL-bearbetning

14+15

GH 3,5 x DNC C C C C C C C C C

Paradur® Eco Plus − universell användning − för våt- och MQL-bearbetning − efterföljaren till beprövade Paradur® Eco HT

14+15

BH 3 x DNC C C C C C C C C

Prototex® Synchrospeed − synkron bearbetning − universell användning − h6 skafttolerans

16+17

GH 3,0 x DNC C C C C C C C C C C

Paradur® Synchrospeed − synkron bearbetning − universell användning − h6 skafttolerans

16+17

BH 2,5 x DNC C C C C C C C C

10 11

Skärande gängtapp med specifikt användningsområde

Programöversikt

BH = bottenhålGH = genomgående hål


Typbeskrivning

Materialhuvudgrupp

Sida

i ha

ndbo

ken

Bear

betn

ing

Gän

gdju

p

P M K N S H O

Stål

Rost

fritt

stå

l

Gju

tjär

n

Icke

-jär

nmet

alle

r

Supe

rlege

ringa

r och

tit

anle

gerin

gar

Här

dade

mat

eria

l

Ej IS

O-k

lass

ifice

rat

Paradur® Eco CI − för kortspånande material − för våt- och MQL-bearbetning

18BH+

GH3 x DN

C C C C C C

Paradur® HT − för stål med medelhög till hög draghållfasthet samt för kortspånande material − invändig kylning krävs

19 BH 3,5 x DNC C C C C C

Prototex® X·pert P − för material med låg till medelhög draghållfasthet

20+21

GH 3 x DNC C C C

Paradur® X·pert P − för material med låg till medelhög draghållfasthet

20+21

BH 3,5 x DNC C C C

Prototex® X·pert M − för rostfritt och höghållfast stål

22+23

GH 3 x DNC C C

Paradur® X·pert M − för rostfritt och höghållfast stål

22+23

BH 2,5 x DNC C C

Typbeskrivning

Materialhuvudgrupp

Sida

i ha

ndbo

ken

Bear

betn

ing

Gän

gdju

p

P M K N S H O

Stål

Rost

fritt

stå

l

Gju

tjär

n

Icke

-jär

nmet

alle

r

Supe

rlege

ringa

r och

tit

anle

gerin

gar

Här

dade

mat

eria

l

Ej IS

O-k

lass

ifice

rat

Prototex® TiNi Plus − för bearbetning av höghållfasta Ti- och Ni-legeringar med tendens för spånklämning med emulsion

24+25

GH 2 x DNC C

Paradur® Ti Plus − för bearbetning av höghållfasta Ti-legeringar med tendens till klämning med emulsion

24+25

BH 2 x DNC C

Prototex® HSC − för höghållfasta stålmaterial − h6 skafttolerans − invändig kylning krävs − hårdmetall

26 GH 2 x DNC C C C

Paradur® HSC − för höghållfasta stålmaterial upp till 55 HRC − h6 skafttolerans − invändig kylning krävs − hårdmetall

27 BH 2 x DNC C C C C C

12 13

Pressgängtapp

Programöversikt

Typbeskrivning

Materialhuvudgrupp

Sida

i ha

ndbo

ken

Appl

ikat

ion

Gän

gdju

p

P M K N S H O

Stål

Rost

fritt

stå

l

Gju

tjär

n

Icke

-jär

nmet

alle

r

Supe

rlege

ringa

r och

tit

anle

gerin

gar

Här

dade

mat

eria

l

Ej IS

O-k

lass

ifice

rat

Protodyn® S Eco Plus* − för universell användning med − högre prestanda jämfört med Protodyn® S Plus − för våt- och MQL-bearbetning

28BH+

GH3,5 x DN

C C C C C C C

Protodyn® S Plus* − universellt användningsområde

29BH+

GH3,5 x DN

C C C C C C C

Protodyn® Eco LM − för mjuka material, med tendens till påkletning

30BH+

GH2 x DN

C C C C C

Protodyn® S Eco Inox* − särskilt för bearbetning av rostfria ståltyper med emulsion

31BH+

GH3,5 x DN

C C C C C

Protodyn® S Synchrospeed* − universellt användningsområde − synkron bearbetning − h6 skafttolerans

32BH+

GH3,5 x DN

C C C C C C C

Protodyn® S HSC* − för höga formhastigheter − h6 skafttolerans − hårdmetall

33 BH 3,5 x DNC C C C C C

Typbeskrivning

Materialhuvudgrupp

Sida

i ha

ndbo

ken

Appl

ikat

ion

Gän

gdju

p

P M K N S H O

Stål

Rost

fritt

stå

l

Gju

tjär

n

Icke

-jär

nmet

alle

r

Supe

rlege

ringa

r och

tit

anle

gerin

gar

Här

dade

mat

eria

l

Ej IS

O-k

lass

ifice

rat

TMC gängfräs − med fasskär för universellt an-vändningsområde

34+35

BH+

GH2 x DN

C C C C C C C C C C C

TMG gängfräs − utan fasskär för − universellt användningsområde

35BH+

GH

1,5 x DN

2 x DN


TMO orbitalgängfräs − för små och djupa gängor med universellt användningsområde

36+37

BH+

GH

2 x DN

3 x DN


TMO HRC orbitalgängfräs − för små och djupa gängor i här-dade material upp till 65 HRC

37BH+

GH2 x DN

C C C C C C

TMD borrgängfräs − för bearbetning av aluminium och gråjärn

38+39

BH+

GH2 x DN

C C C C

TME gängfräs 20 − för utvändig gänga

–

utvä

ndig

a gä

ngor

2 x DNC C C C C C C C C C C

BH = bottenhålGH = genomgående hål* utförande med smörjspår, märkt med S


Gängfräs

Programöversikt

P M K N S H O

C C C C C C C C C C

P M K N S H O

C C C C C C C C C

14 15

High tech – allroundverktyget

Produktinformation – gängskärning med tapp

Kundfördelar − mindre antal verktyg tack vare brett användningsområde − ökad produktivitet genom höga skärhastigheter och långa livslängder − speciell geometri för säkrare proces-ser även i mjuka material − MQL-bearbetning är möjlig

Verktyget − universell högeffektiv skärande gängtapp − THL-beläggning minimerar materialpå-kletning på skäreggen och säkerställer lång livslängd

Prototex® Eco HT: − speciell ingångsfas form B säkerställer hög processäkerhet

Paradur® Eco Plus: − minimerad risk för urflisning genom konisk styrdel − gängning nästan till botten av det borrade hålet är möjligt med ingångsfas form E

Användningsområde − bearbetning av lång- och kortspånande material med draghållfasthet från ca 200 N/mm² till ca 1300 N/mm² − lämpligt för synkron bearbetning och användning i flytandehållare

Ingångsfas form B

Spiralvinkel 45° med ingångsfas form C eller E

HSS-E-PM

THL-beläggning (eller TiN)

THL-beläggning (eller TiN)

HSS-E-PM

Paradur® Eco Plus Typ: EP2051312

Prototex® Eco HT Typ: E2021342

3,5 x DN

3 x DN

varianter: utan IK, med KR*

varianter: utan IK, med KA, med KR*

* IK = invändig kylning KA = invändig kylning med axiell utgång KR = invändig kylning med radiell utgång

P M K N S H O


P M K N S H O

C C C C C C C C C

16 17

Ingångsfas form B

TiN/ånganlöpt (eller THL)

Spiralvinkel 40° med ingångsfas form C

Weldon- spännyta

Weldon- spännyta

TiN-beläggning (eller THL)

Prototex® Synchrospeed Typ: S2021305

Paradur® Synchrospeed Typ: S2051305

Slitstark, universellt användningsområde


Kundfördelar − ökad produktivitet genom höga skärhastigheter och långa livslängder − minskad verktygskostnad genom universellt användningsområde i kort- och långspånande material − enastående gängyta tack vare mycket skarpa skäreggar − felskärning är utesluten vid synkron gängning

Verktyget − stor flanksläppning och kort gängdel för höga skärhastigheter − h6 skafttolerans (t.ex. vid användning i krympchuckar) − skaftdiameter anpassad till standard-krympchuckar

Egenskaper för Paradur® Synchrospeed:

− variant med TiN/ånganlöpt: ånganlöpta spånkanaler för perfekt spånformning och optimal spåntransport; TiN-belägg-ning för ökad slitstyrka − invändig kylning med axiell utgång i standardprogrammet

Användningsområde − användning i verktygsmaskiner med synkronspindel (inte avsett för flytan-dehållare eller gängmaskiner) − universellt användningsområde i alla lång- och kortspånande material

Prototex® Synchrospeed: − används upp till ca 1400 N/mm²

Paradur® Synchrospeed: − används upp till ca 1300 N/mm²

3,5 x DN

2,5 x DN

HSS-E med förhöjd hårdhet

HSS-E med förhöjd hårdhet

Varianter: utan IK, med KA*

Praktiskt tips:Det rekommenderas generellt att använda spännchuckar med mini-malkompensering (t.ex. Protoflex C) vid synkron gängning (fördel: längre livslängd och ökad processäkerhet).


P M K N S H O

C C C C C C

P M K N S H O

C C C C C C

18 19

Kundfördelar − låga produktionskostnader per gänga på grund av höga skärhastigheter och långa livslängder − jämna slitageförhållanden och därför högsta processäkerhet

− reducerade verktygskostnader efter-som samma verktyg kan användas för botten- och genomgångsgänga − MQL-bearbetning är möjlig

Kundfördelar − högre skärhastighet och längre livslängd jämfört med konventionella skärande gängtappar för bottenhål − inget spåntrassel, dvs, mindre maskinstillestånd − högsta processäkerhet även vid djupa gängor

− standardprogram med stora storlekar

Verktyget − innovativ ytbehandling Xtra∙treat för bästa slitageskydd vid bearbetning av abrasiva, kortspånande material − fler spår reducerar skärbelastningen och ger korta spånor − toleransintervall 6HX för maximal livslängd − utförande med axiella eller radiella kylmedelshål för optimal spåntransport vid djupa botten- och genomgångs-gängor

Användningsområde − botten- och genomgångsgängor i kort-spånande material − ISO K: företrädesvis för GJL (GG); i GJS (GGG) till max. 2 x DN gängdjup; vermi-kulärt gjutjärn (som t.ex. GJV450) − ISO N: Mg-legeringar och abrasiva AlSi-legeringar med Si-halt > 12%

Verktyget − skäreggens geometri ger korta spånor även i långspånande material − axiell invändig kylning och raka spår möjliggör optimal transport av de korta spånorna − förhöjd flanksläppning för högre skärhastigheter − långa utföranden med förlängda spånkanaler i standardprogrammet

Användningsområde − bottenhålsgänga i lång- och kortspånande material − ISO P: stålmaterial med draghållfasthet 600 – 1400 N/mm², − ISO K: segjärn (GGG) − ISO N: AlSi-legeringar > 12% Si-halt, Cu-legeringar och Mg-legeringar

Stor flanksläppning och liten släppningsvinkel Axiell invändig kylning

Ingångsfas form C eller E

Ingångsfas form C TiCN-beläggning

(eller nid)

HSS-E-PM HSS-E

Paradur® Eco CI Typ: E2031416 Paradur® HT Typ: 2031115

Extremt snabbt i kortspånande material Kort bearbetningstid, optimal spånbrytning

Produktinformation – gängskärning med tapp Produktinformation – gängskärning med tapp

3 x DN 3,5 x DN

Varianter: utan IK, med KA, med KR* KA obligatoriskt*

TiN-beläggning

− typiska användningsområden:• fordonsindustrin (kamaxlar, vevaxlar,

vevstakar)• stora gängstorlekar (allmän maskin-

bearbetning, växellådsaxlar, kåpor osv.)


P M K N S H O

C C C C

P M K N S H O

C C C C

20 21

Ingångsfas form B


TiN-beläggning (eller obelagd, TiCN)

TiN-beläggning (eller obelagd)

Prototex® X∙pert P Typ: P2031005

Paradur® X∙pert P Typ: P2051905


Kundfördelar − kostnadseffektivt vid små och medelstora batchstorlekar − hög flexibilitet och korta leveransti-der tack vare omfattande standard-program (många gängprofiler, storlekar och toleranser i lager) − gängan får en mycket god ytkvalitet tack vare stor släppningsvinkel

Verktyget − liten flanksläppning och därför ingen felskärning i mjuka material

Prototex® X∙pert P − varianter med reducerat antal spår i standardprogrammet

Paradur® X∙pert P − långa spånkanaler för djupa gängor − konisk styrdel förhindrar urflisning

Stort program, hög kostnadseffektivitet

3,5 x DN

3 x DN

HSS-E

HSS-E

AnvändningsområdePrototex® X∙pert P

− ISO P:• variant med 3 spår: draghållfasthet

< 1000 N/mm²• variant med 2 spår: draghållfasthet

< 700 N/mm² (finns från M6) − ISO N: AlSi-legeringar med 0,5 till 12% Si-halt − utförande med reducerat antal spår är mycket lämpligt för mjuka långspå-nande material på grund av bättre spånbildning (optimalt vid bearbetning av mjuka stålsorter som t.ex. St37)

Paradur® X∙pert P − ISO P: stål < 1000 N/mm², företrädesvis i långspånande material − ISO N: AlSi-legeringar med 0,5 till 12% Si-halt

P M K N S H O

C C C

P M K N S H O

C C C

22 23

Prototex® X∙pert M Typ: M2021306

Paradur® X∙pert M Typ: M2051306


Kundfördelar − hög processäkerhet i långspånande material med tendens till klämning − kostnadseffektivt vid små och medelstora batchstorlekar − hög flexibilitet och korta leveransti-der tack vare omfattande standard-program (många gängprofiler, storlekar och toleranser i lager) − mindre antal verktyg tack vare användning i ISO M- och ISO P-material

Verktyget − höglegerad kärna säkerställer normenlig gänga och säker avgradning av gäng-an – viktigt framförallt vid bearbetning av rostfria material − förhöjd flanksläppning för bearbetning av material med tendens till klämning

Egenskaper för Paradur® X∙pert M: − konisk styrdel som förhindrar urflis-ningar

Processäker i rostfritt stål

Ingångsfas form B


TiCN-beläggning (eller TiN, ånganlöpt)

TiCN-beläggning (eller TiN, ånganlöpning)

HSS-E

HSS-E

Användningsområde − ISO M: rostfritt stål från 350 till 1200 N/mm² − ISO P: mycket lämpligt för stål från 700 till 1200 N/mm²

2,5 x DN

3 x DN

P M K N S H O

C C

P M K N S H O

C C

24 25

Användningsområde − användning i flyg- och rymdindustri samt medicinteknik − speciellt för höghållfasta titanlegeringar med tendens till klämning med drag-hållfasthet från 700 till 1400 N/mm²

Prototex® TiNi Plus − kan även användas i nickellegeringar

Prototex® TiNi Plus Typ: 2021763

Paradur® Ti Plus Typ: 2041663


Kundfördelar − emulsion kan oftast användas i stället för olja − hög processäkerhet genom hög verktygsstabilitet − långa livslängder genom innovativ beläggning och stabila skäreggar − utmärkt gängkvalitet

Verktyget − speciellt för bearbetning av ISO S-material med geometri som utformats för emulsion − mycket stor flanksläppning för minskad friktion i klämmande material − anpassat till bearbetning av härdade material tack vare liten släppningsvinkel − slitstark, titanfri ACN-beläggning reducerar hopsvetsningar

Stark i höghållfast titan

Ingångsfas form B


ACN-beläggning

ACN-beläggning

HSS-E-PM

HSS-E-PM

2 x DN

2 x DN

Stor kärndiameter

Stor kärndiameter

P M K N S H O

C C C C

P M K N S H O

C C C C C C

26 27

Speciell finkornig hårdmetall

Speciell finkornig hårdmetall

Axiell invändig kylning

Optimerad ingångsfas form B

Spiralvinkel 15° med speciell ingångsfasgeometri form C

TiCN-beläggning

Smörjspår i skaftet

Paradur® HSC Typ: 8041056


Kundfördelar − minimala produktionskostnader och högsta produktivitet genom upp till tre gånger högre skärhastighet jämfört med HSS-E-gängtapp − optimalt maskinutnyttjande genom hög livslängd

Kundfördelar − minimala produktionskostnader och högsta produktivitet genom upp till tre gånger högre skärhastighet jämfört med HSS-E-gängtapp − färre verktygsbyten och optimalt maskinutnyttjande på grund av längre livslängd − hög processäkerhet tack vare perfekt spånbrytning

Verktyget − speciell hårdmetall med hög slitstyrka och hög seghet − längre livslängd genom fler spår − skafttolerans h6 (t.ex. vid användning i krympchuckar)

Användningsområde − ISO P: stål med draghållfasthet från ca 700 till 1400 N/mm² − ISO K: företrädesvis GJS- (GGG) material − tillverkning av stora serier med minimal kostnad per gänga − massproduktion med fokus på produktivitetsökning

Verktyget − speciell ingångsfasgeometri och spiralreducering för korta spånor även i långspånande material − skafttolerans h6 (t.ex. vid användning i krympchuckar)

Användningsområde − ISO P/H: stålmaterial från ca 700 N/mm² till 55 HRC − ISO K: gjutgodsmaterial som t.ex.: GGG40, GJV450, ADI800 − tillverkning av stora serier med fokus på minimal kostnad per gänga − massproduktion med fokus på produktivitetsökning

Prototex® HSC Typ: 8021006

Långa livslängder, höga hastigheter

2 x DN2 x DN

Förutsättningar: − invändig kylning − stabila bearbetningsförhållanden − moderna CNC-maskiner eller moderna transferlines − för hårdmetallverktyg rekommende-ras generellt synkron bearbetning och användning av spännchuckar med minimalkompensering (t.ex. Protoflex C) (förlänger verktygslivs-längden och ökar processäkerheten)

Förutsättningar:se Prototex® HSC sidan 26

TiCN-beläggning

IK via spår i skaftet* KA obligatoriskt*


P M K N S H O

Protodyn® S Eco Plus C C C C C C C 3,5 x DNVarianter: utan IK, med KR*

Protodyn® Eco Plus C C C C C C 3 x DNVarianter: utan IK, med KA*

P M K N S H O

Protodyn® S Plus C C C C C C C 3,5 x DN

Protodyn® Plus C C C C C C 3 x DN

28 29

Ingångsfas form C eller E

Innovativ ingångsfas-geometri form C

Produktinformation – pressgängning

Kundfördelar − färre verktygsbyten, optimalt ma-skinutnyttjande och ökad produktivi-tet tack vare höga formhastigheter och långa livslängder − lägre kostnader för kylsmörjmedel genom möjlighet till MQL-bearbet-ning − bättre prestanda jämfört med Protodyn® S Plus

Verktyget − ny TiN-beläggning och extra ånganlöp-ning för längsta verktygslivslängder utan påkletning

− innovativ ingångsfasgeometri säkerställer bättre inlopps- och slitageförhållanden

− speciell ytbehandling och optimerad polygonform leder till längre livslängder genom minskad friktion (viktigt för MQL)

− utförande med radiell invändig kylning för stora gängdjup i standardprogrammet

Användningsområde − universell högeffektiv pressgängtapp för bearbetning av alla formbara material till ca 1200 N/mm² − variant med TiCN-beläggning speciellt för bearbetning av kolhaltigt stål samt abrasiva aluminiumlegeringar

Protodyn® S Eco Plus Typ: EP2061745

High-Tech-pressgängtappen

HSS-E

Ånganlöpt yta

Produktinformation – pressgängning

Protodyn® S Plus Typ: DP2061705

Kundfördelar − lågt inköpspris (och lägre prestanda) jämfört med Protodyn® S Eco Plus − färre antal verktyg eftersom univer-sell bearbetning av ett brett materi-alspektrum blir möjlig

Verktyget − innovativ ingångsfasgeometri för bättre inloppsförhållanden och jämna slitage-förhållanden − optimerad polygonform för mindre friktion och längre livslängd

Användningsområde − universell användning i alla formbara material till ca 1200 N/mm²

TiN-beläggning

Låga verktygskostnader, bra prestanda

HSS-E

TiN-beläggning (eller TiCN)

Optimerad polygonform



P M K N S H O

C C C C C

P M K N S H O

C C C C C

30 31

Produktinformation – pressgängning Produktinformation – pressgängning

Protodyn® S Eco Inox Typ: E2061305

Specialisten för bearbetning av rostfria material

Ingångsfas form C

Speciell polygongeometri

3,5 x DN

HSS-E

Kundfördelar − minskad bearbetningstid vid rostfria material eftersom inga manuella ingrepp krävs under bearbetnings-processen − emulsionen separerar inte eftersom ingen olja är inblandad

− användning i alla formbara material är möjlig, prestandan är dock lägre jämfört med universella pressgängtappar

Anmärkning: Med vanliga pressgängtappar kan rostfria ståltyper endast bearbetas med olja. Vid skärande bearbet-ning används emulsion som regel i maskinerna. Vid pressgängning måste maskinen stoppas för att manuellt fylla hålet med olja. Förutom ökad bearbetningstid finns risken att emul-sionen separerar på grund av oljan.

Verktyget − speciell polygongeometri möjliggör bearbetning av rostfria ståltyper med emulsion

Användningsområde − bearbetning av rostfritt stål med emulsion

TiN-beläggning

Ingångsfas form C

CrN-beläggning

Kundfördelar − ökad processäkerhet och längre livslängd genom minimerad material-hopsvetsning − möjligt att bearbeta Al-smides- och gjutlegeringar med emulsion istället för olja

Användningsområde − för långspånande, mjuka material med tendens till påkletning − draghållfasthet från ca 200 till 700 N/mm² − ISO N: AlSi-legeringar till 12% Si-halt samt långspånande kopparlegeringar − ISO S: Ti-legeringar upp till ca 1100 N/mm² (vid användning av heavy duty-olja) − stark vid måttligt goda smörjförhållanden, där TiN eller TiCN har tendens till materi-alhopsvetsning − lämpligt för MQL

Protodyn® Eco LM Typ: E2061604

Bästa lösningen till mjuka material

2 x DN

HSS-E

Anmärkning: För gängor > 2 x DN rekommenderas att slipa in smörjspår i gängdelen vilket kan göras med en snabb modifiering.

Verktyget − titanfri CrN-beläggning

P M K N S H O

C C C C C C C

P M K N S H O

Protodyn® S HSC C C C C C C 4 x DNVarianter: med KA*

Protodyn® HSC C C C C C C 3 x DNVarianter: utan IK*

32 33

Produktinformation – pressgängning Produktinformation – pressgängning

Kundfördelar − högsta produktivitet genom höga formhastigheter − färre verktygsbyten tack vare mycket hög verktygslivslängd − attraktivt förhållande mellan pris och prestanda för tillverkning av stora serier − bästa möjliga utnyttjande av borrdju-pet tack vare verktyg utan spets

Verktyget − optimerad polygonform för mindre friktion och längre livslängd − ny ingångsfasgeometri för jämna slitageförhållanden − h6 skafttolerans (t.ex. vid användning i krympchuckar)

Protodyn® S HSC: − smörjspår och axiell kylmedelstillförsel för djupa bottenhålsgängor till 4 x DN

Användningsområde − ISO P: stål med draghållfasthet upp till 1200 N/mm² − ISO M: rostfria material med draghåll-fasthet upp till 1000 N/mm² (företrä-desvis med olja) − ISO N: AlSi-legeringar till 12% Si-halt och Ni-legeringar med draghållfasthet mindre än 900 N/mm²

Protodyn® S HSC Typ: HP8061716

Långa livslängder, höga hastigheter

Slitstark och seg finkornig hårdmetall

Kundfördelar − hög produktivitet genom höga formhastigheter − minskade kostnader för lagerhållning tack vare universellt användningsom-råde − användning av enkla robusta spännchuckar utan kompenserings-mekanism är möjlig

Verktyget − kort gängdel för minskad friktion och höga formhastigheter − varianter med radiell invändig kylning för stora gängdjup i standardprogrammet − skafttolerans h6 (t.ex. vid användning i krympchuckar)

Användningsområde − användning i verktygsmaskiner med synkronspindel; inte lämpligt för flytan-dehållare eller gängmaskiner − universell användning i nästintill alla formbara material upp till ca 1200 N/mm² − lämpligt för MQL − generellt rekommenderas användning av spännchuckar med minimalkompen-sering (t.ex. Protoflex C) (fördel: längre livslängd och ökad processäkerhet)

Protodyn® S Synchrospeed Typ: S2061305

Ingångsfas form C

HSS-E

TiN-beläggning (eller TiCN)

Ideal till synkron bearbetning, universellt användningsområde

3,5 x DN

Weldon- spännyta

Innovativ ingångsfasgeometri form C eller E

TiCN-beläggning



Varianter: utan IK, med KR*

P M K N S H O


34 35

90°-försänkningssteg

TiCN-beläggning eller obelagd

Produktinformation – gängfräsning

Kundfördelar − lång livslängd och höga skärdata genom förbättrat substrat − lugn process och mjukt skärförlopp tack vare optimerad geometri

Verktyget − gängfräs i solid hårdmetall med fasskär − koncentritet < 10 µm för enastående gängkvalitet och lång livslängd

Användningsområde − universellt användningsområde i brett materialspektrum till draghållfasthet ca 1500 N/mm² resp. 48 HRC

Gängfräs i solid hårdmetall TMC – Thread Mill Countersink Typ: H5055016

Universell med fasskär

Anmärkning:Om ingen fas krävs rekommenderas användning av gängfräsar i familjen TMG. Användningsområdet samman-faller med TMC-familjen. I standard-programmet börjar gängfräsen TMC med måttet M3, det minsta måttet i TMG-familjen är M6.

Strategi: Gängfräsning TMC

1. Positionera över kärnhålet

3. Lyft till önskat gängdjup

4. Radiell inmatning i gängan 180°/¼- stigning

5. Skapa gänga med 360° interpolation

6. Utloppsbana 180° i centrum

2. Mata in och fasa axiellt

7. Återställ verktyget till startläget

180° 360° 180°

2 x DN


Varianter: utan IK, med KA (från M4)*


P M K N S H O

C C C C C C C C C C CP M K N S H O

C C C C C C

36 37

TiCN-beläggning (eller obelagd)

Stor skaftdiameter


Kundfördelar − lång livslängd tack vare innovativ frässtrategi − små och djupa gängor (t.ex. M1,6, 3 x DN djup) kan produceras proces-säkert − fördelaktig användning där konven-tionella verktyg nått sin gräns:• bearbetning av superlegeringar

och titanlegeringar som t.ex. Inconel

• framställning av djupa gängor• lösning där flera radiella passe-

ringar krävs för konventionella gängfräsar på grund av konisk gänga

Verktyget − kort skärdel, liten spiralvinkel och positiv släppningsvinkel för reducerade krafter och mjuk skärprocess − stor skaftdiameter för vibrationsfri användning även vid långa utstick − stabil grundkonstruktion med stor kärndiameter

Användningsområde − universell användning i brett material-spektrum till draghållfasthet ca 1500 N/mm² resp. 48 HRC − utmärkta spånbrytande egenskaper även vid höghållfasta material och material med tendens till klämning (t.ex. höghållfasta rostfria ståltyper och Ti-legeringar)

Gängfräs TMO – Thread Mill Orbital Typ: H5087016

Högsta processäkerhet vid de minsta gängorna

Strategi: Orbitalgängfräsning TMO


2. Mata ner till önskat gängdjup


4. Skapa gänga med interpolation


Anmärkning:Orbitalgängfräsar finns även i TMO HRC-utförande. Dessa verktyg är specialkonstruerade för bearbetning av härdade material och material med hög hållfasthet. Primärt användningsområde: härdat stål upp till 65 HRC, stål och stållegeringar från 1400 till 1600 N/mm²

Variant för 2 x DN och variant för 3 x DN i

standardprogrammet


Varianter: utan IK, med KA (från M5)*


P M K N S H O

NHC C C

TAX C C

38 39

Tre kylmedelshål

90° fasskär

27° spiralvinkel

Speciell borrgeometri med tre skär


Kundfördelar − högre kostnadseffektivitet vid färre än 8 lika gängor per komponent jämfört med konventionella verktyg** − produktivitetsökning genom förkor-tade processtider upp till 50% − platsbesparing i verktygsmagasinet − exakt positionering av kärnhål och gänga

Verktyget − Borrande gängfräs i solid hårdmetall − skärlängd och fas anpassat till 2 x DN gängdjup − TAX-beläggning för ISO K-material − NHC-beläggning för ISO N-material

Användningsområde − ISO K: Gjutgodsmaterial som t.ex. GG25 (GGG kan endast bearbetas i undan-tagsfall. Till viss del kan dessa material bearbetas med specialverktyg med två skäreggar). − ISO N: gjutaluminium från 7% Si-halt; kortspånande Mg- och Cu-legeringar − direkt bearbetning av förgjutna kärnhål

Gängfräs i solid hårdmetall TMD – Thread Mill Drill Typ: H5075018

Borra, försänk och gänga med ett verktyg

Strategi: Borrgängfräsning TMD med försänkningssteg


3. Kör till startläget för gängfräscykeln


5. Skapa gängan med motfräs-ning med 360° interpolation

6. Utloppsbana 180° i centrum

2. Börja borra, borra, försänk kärnhålet och avlägsna spånorna


180° 360° 180°

2 x DN

Slitstark och seg ultrafinkornig hårdmetall Praktiskt tips:

Det är även lämpligt att använda TMD när en enskild gänga har en annan specifikation än de övriga i kompo-nenten. Exempel: 13 gängor per komponent. därav 12 st. M8, 1 st. M6. Istället för att använda kärnhålsborr och gäng-verktyg kan denna gänga framställas kostnadseffektivt med TMD. IK obligatoriskt*

** fördelarna kan variera beroende på tiden för spån-till-spån

* IK = invändig kylmedelstillförsel KA = invändig kylmedelstillförsel med axiellt kylmedelshål KR = invändig kylmedelstillförsel med radiellt kylmedelshål

40 41

HSS-E eller HSS-E-PM * endast för synkron bearbetning HSS-E eller HSS-E-PM * endast för synkron bearbetning

P

M

K

N

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

draghållfasthet [N/mm²]

Prototex® Eco HT (3,5 x DN)

Prototex® Synchrospeed* (3 x DN)


Prototex® Synchrospeed*

(3 x DN)





P

M

K

N

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600


Paradur® Eco Plus (3 x DN)

Paradur® Synchrospeed* (2,5 x DN)


Paradur® Synchrospeed*

(2,5 x DN)





Universell gängtapp för bottenhål

Universell gängtapp för genomgångshål

Val av verktyg – gängskärning med tapp Val av verktyg – gängskärning med tapp

42 43

hårdmetall

HSS-E eller HSS-E-PM

* invändig kylning krävs

** endast för kortspånande material; invändig kylning rekommenderas

hårdmetall

HSS-E eller HSS-E-PM

* invändig kylning krävs

*** endast för kortspånande material

P

M

K

N

S

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600


P

M

K

N

S

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600


Paradur® HT* (3 x DN)

Paradur® X∙pert P (3,5 x DN)

Paradur® X∙pert M (2,5 x DN)

Paradur® Ti Plus (2 x DN)

Paradur® X∙pert M (2,5 x DN)

Paradur® HT* (3,5 x DN)

Paradur® WLM (3 x DN)

Prototex® X∙pert P (3 x DN)

Prototex® X∙pert M (3 x DN)

Prototex® TiNi Plus (2 x DN)

Prototex® X∙pert M (3 x DN)



Gängtapp för bottenhål för speciella användningsområden

Gängtapp för genomgångshål för speciella användningsområden

Val av verktyg – gängskärning med tapp Val av verktyg – gängskärning med tapp

Prototex® HSC* (2 x DN)

Paradur® Eco CI*** (3 x DN)

Prototex® HSC* (2 x DN)

Paradur® Eco CI*** (3 x DN)

Paradur® HSC* (2 x DN)

Paradur® Eco CI** (3 x DN)

Paradur® HSC* (2 x DN)

Paradur® Eco CI** (3 x DN)

44 45

Gängdjup 2,0 x DN 3,5 x DN


Produktfamilj Protodyn®

Eco LM Protodyn® S

PlusProtodyn® S

Eco PlusProtodyn® S

Eco Inox

Protodyn® S Synchro-

speed

Protodyn® S HSC

Produktinformation: sidan 30 29 28 31 32 33

Mat

eria

lgru

pp

Indelning av de huvudsakliga materialgrupperna

Arbetsstyckets material

Brin

ellh

årdh

et H

B

Drag

hållf

asth

et R

m

N/m

m2

P

Olegerat och låglegerat stål

glödgat (seghärdat) 210 700 C C C C C C C C C C

automatstål 220 750 C C C C C C C C C C

seghärdat 300 1010 C C C C C C C C C

seghärdat 380 1280 C C C C C C

seghärdat 430 1480

Höglegerat stål och höglegerat verktygsstål

glödgat 200 670 C C C C C C C C

härdat och anlöpt 300 1010 C C C C C C C C C

härdat och anlöpt 400 1360

Rostfritt stålferritiskt/martensitiskt, glödgat 200 670 C C C C C C C C C C

martensitiskt, seghärdat 330 1110 C C C C C C C C C C

M Rostfritt stålaustenitiskt, duplex 230 780 C C C C C C C C C C

austenitiskt, åldringshärdat (PH) 300 1010 C C C C C

KGråjärn 245 –Gjutjärn med kulgrafit ferritiskt, perlitiskt 365 –GGV (CGI) 200 –

N

Alu-smideslegeringarej åldringshärdbart 30 – C C C C C C C C C C C

åldringshärdbart, åldringshärdat 100 340 C C C C C C C C C C C

Aluminiumgjutlegeringar≤ 12% Si 90 310 C C C C C C C C C C C

> 12% Si 130 450Magnesiumlegeringar 70 250

Koppar och kopparlegeringar (brons/mässing)

olegerat, elektrolytkoppar 100 340 C C C C C C C

mässing, brons, rödgods 90 310Cu-legeringar, kortspånande 110 380höghållfast, Ampco 300 1010

S

Varmhållfasta legeringar Fe-baserade 280 940Ni- eller Co-baserade 250 840 C C C C C C C C C

Ni- eller Co-baserade 350 1080

Titanlegeringarrent titan 200 670 C C

α- och β-legeringar, åldringshärdade 375 1260 C C

β-legeringar 410 1400 C C

Volframlegeringar 300 1010Molybdenlegeringar 300 1010

Pressgängtapp

Val av verktyg – pressgängning

46 47


Gängdjup1,5 x DN

2,0 x DN

2,0 x DN

2,0 x DN

3,0 x DN

Produktfamilj TMG TMC TMO HRC TMD TMO

Produktinformation: sidan 35 34 37 38 36

Mat

eria

lgru

pp Indelning av de huvudsakliga materialgrupperna

Arbetsstyckets material

Brin

ellh

årdh

et H

B

Drag

hållf

asth

et R

m

N/m

m2

P

Olegerat och låglegerat stål

glödgat (seghärdat) 210 700 C C C C C C

automatstål 220 750 C C C C C C



seghärdat 430 1480 C C C C C C C C

Höglegerat stål och höglegerat verktygsstål

glödgat 200 670 C C C C C C

härdat och anlöpt 300 1010 C C C C C C

härdat och anlöpt 400 1360 C C C C C C C C

Rostfritt stålferritiskt/martensitiskt, glödgat 200 670 C C C C C C

martensitiskt, seghärdat 330 1110 C C C C C C C

M Rostfritt stålaustenitiskt, duplex 230 780 C C C C C C

austenitiskt, åldringshärdat (PH) 300 1010 C C C C C C

KGråjärn 245 – C C C C C C C C

Gjutjärn med kulgrafit ferritiskt, perlitiskt 365 – C C C C C C C C

GGV (CGI) 200 – C C C C C C C C

N

Alu-smideslegeringarej åldringshärdbart 30 – C C C C C C C C

åldringshärdbart, åldringshärdat 100 340 C C C C C C C C

Aluminiumgjutlegeringar≤ 12% Si 90 310 C C C C C C C C

> 12% Si 130 450 C C C C C C C C

Magnesiumlegeringar 70 250 C C C C C C C C

Koppar och kopparlegeringar (brons/mässing)

olegerat, elektrolytkoppar 100 340 C C C C C C C C

mässing, brons, rödgods 90 310 C C C C C C C C

Cu-legeringar, kortspånande 110 380 C C C C C C C C

höghållfast, Ampco 300 1010 C C C C C C C C

S

Varmhållfasta legeringarFe-baserade 280 940 C C C C C C

Ni- eller Co-baserade 250 840 C C C C C C

Ni- eller Co-baserade 350 1080 C C C C C C

Titanlegeringarrent titan 200 670 C C C C C C

α- och β-legeringar, åldringshärdade 375 1260 C C C C C C

β-legeringar 410 1400 C C C C C C

Volframlegeringar 300 1010 C C C C C C C

Molybdenlegeringar 300 1010 C C C C C C C

H Härdat stål50 HRC - C C

55 HRC - C C

60 HRC - C C

Gängfräs

Val av verktyg – gängfräsning

48 49

Jämförelse av metoder för tillverkning av gängor

Teknisk information – allmänt

Fördelar Nackdelar

Gän

gskä

rnin

g m

ed t

app

− inga särskilda krav på maskinen − nästan alla material kan bearbetas − spåntransporten innebär ofta en utma-ning och påverkar antalet verktyg och speciella modifikationer (framförallt vid djupa bottenhålsgängor i långspånande material)

− reducerad verktygsstabilitet genom spånkanaler; risken för brott ökar

− risk för kassering vid verktygsbrott − processen kan vara känslig för partirela-terade förändringar i arbetsstyckets egenskaper

− ökad risk för maskinstillestånd på grund av spåntrassel

Pres

sgän

gnin

g

− hög processäkerhet• inga spån och därför inga problem

med spåntransport: även djupa gängor kan produceras processäkert

• låg risk för brott tack vare stabila verktyg

− hög gängkvalitet• högre statisk och dynamisk drag-

hållfasthet hos gängan tack vare deformationshärdning

• mycket god gängyta med liten ytavvikelse

− längre verktygslivslängd jämfört med gängskärning med tapp

− mycket mångsidig användning − bottenhålsgänga och genomgångs-gänga med samma verktyg

− risk för kassering vid verktygsbrott − användningsområdet begränsas av töjningskoefficient, draghållfasthet och gängstigning

− mindre tolerans för kärnhålet ökar produktionskostnaderna; kostnadsjäm-förelse med gängskärning med tapp måste göras

− inte tillåten i livsmedelsindustrin, inom medicinteknik och flygindustrin

Gän

gfrä

snin

g

− hög flexibilitet• universell användning av verktygen

i de mest skilda material• ett verktyg för botten- och genom-

gångsgänga• olika gängdimensioner (med samma

stigning) kan tillverkas med samma verktyg

• olika toleransintervall kan åstad-kommas med samma verktyg

• en- och flergängade gängor samt höger- och vänstergängor kan tillverkas med ett och samma verktyg

− hög processäkerhet• ingen risk för spåntrassel• ingen kassering vid verktygsbrott• lågt vridmoment även vid stora

storlekar• sneda in- och utgångar är oproble-

matiska• bearbetning av tunnväggiga kompo-

nenter är möjlig tack vare lågt skärtryck

− låg spindelbelastning genom jämn rörelse

− mycket god gängyta

− höga verktygskostnader jämfört med HSS-E-skärande gängtappar och pressgängtappar

− 3D-CNC-maskin obligatoriskt − kostsammare programmering

− vid masstillverkning är gängfräsning ofta sämre än gängskärning med tapp och pressgängning beträffande kostnadsef-fektivitet

Proc

essä

kerh

et

Bear

betn

ings

-ha

stig

het

Mån

gsid

ighe

t/

flexi

bilit

et

Verk

tygs

- liv

slän

gd

Verk

tygs

kost

-na

der

Gän

gdju

p

Typiska batchstorlekar

Gängskärning med tapp – + – – – + små till mycket stora

Pressgängning + + + ++ + ++ små till mycket stora

Gängfräsning ++ – ++ + + – små till medelstora

– referens+ högre än referens++ betydligt högre än referens

50 51

Toleransintervall för skärande gängtappar och pressgängtappar


Toleransintervallet för den tillverkade invändiga gängan beror inte endast på verktygsdiametern utan även på materia-let och bearbetningsförhållandena. I många fall är det fördelaktigt att välja diameter som avviker från normen. Denna tolerans är märkt med ett X efter tole-ransklassen (t.ex. 6HX istället för 6H). Man måste beakta att dessa X-intervall skiljer sig från tillverkare till tillverkare eftersom de uteslutande baseras på fabriksnormer.

Skärande gängtappar som designats för sega material tillverkas hos Walter Prototyp i X-intervallet för att motverka materialets fjädrande egenskaper. Hos Walter Prototyp betyder det för skärande gängtappar en ökning av diametern med ett halvt toleransintervall. Produktfamil-jen X∙pert M som designats för rostfritt stål är därför utförda i X-intervallet. Skärande gängtappar för höghållfast titan- och nickellegeringar är dimensione-rade i X-intervallet av samma anledning.

Vid bearbetning av abrasiva material som t.ex. gråjärn där felskärning inte ställer till problem kan det även vara lämpligt att tillverka verktygen i X-intervallet. På grund av toleransen i X-intervallet ökar verk-tygslivslängden – den varar så länge att verktyget slits så mycket att "gå"-sidan på gängtolken inte längre kan skruvas in. Av denna anledning tillverkas exempelvis gängtappen Paradur® Eco CI just i detta toleransintervall.

Pressgängtappar tillverkas uteslutande i X-intervallet eftersom materialet fjädrar kraftigare vid pressgängning än vid gängskärning. X-intervallen för pressgäng-tappar skiljer sig visserligen från X-inter-vallen för skärande gängtappar men det har ingen inverkan på toleransen hos muttergängan som ska tillverkas– vilket framgår av tabellen nedan.

Toleransklassen för verktyget (t.ex. 4H) motsvarar toleransområdet hos mutter-gängan för vilken verktyget är dimensio-nerat. Att dessa verktyg även kan åstad-komma andra toleransområden framgår av tabellen nedan.

Beläggningar som senare appliceras på muttergängan måste vid gängskärning kompenseras med ett övermått. Detta övermått kan beräknas med följande formel:

A är övermåttet som ska erhållas, T är tjockleken på den i efterhand påförda beläggningen och α är flankvinkeln.

Toleransklass för verktyg Tillverkningsbart toleransområde för

muttergängan

Tillverkningsbart toleransområde för

muttergänganTeknisk användningDIN-beteckning för

skärande gängtappFabriksnorm för skärande

gängtapp och pressgängtapp

ISO1/4H 4HX 4H 5H – – – skruvförband med litet spel

ISO2/6H 6HX 4G 5G 6H – – normalt skruvförband

ISO3/6G 6GX – – 6G 7H 8H skruvförband med stort spel

7G 7GX – – – 7G 8G förebyggande mot skevhet vid värmebehandling

Anmärkning: Vid gängfräsning kan ett verktyg åstadkomma valfritt toleransintervall, eftersom toleransintervallen fastställs via programmeringen.

Exempel: metrisk gänga, galvaniserad beläggning med tjocklek 25 µm

med flankvinkel 60° erhålls:

därav

A = 0,025 mm x 4 = 0,1 mm

Om ett normalt skruvförband ska tillverkas måste man alltså välja ett verktyg med toleransklass 6H + 0,1.

A = T x f med f =

52 53


Beläggningar och ytbehandlingar

Obelagd Ånganlöpt Nitrerat och ånganlöpt TiN TiCN THL

Prim

ärt

an

vänd

ning

som

råde

– mycket djupa bottenhål i mjukt stål

– användning vid problem med spåntransport

– framförallt för rostfria material

– i mjuka, sega material och material med tendens till påkletning

– för mycket djupa botten-hålsgängor

– GH: stål till 1200 N/mm², gjutjärn- och Al-bearbet-ning;

– BH: endast kortspånande material (gråjärn, AlSi-legeringar > 7% Si, C70); stål med hög perlithalt;

– ej för rostfria material med tendens till klämning

– låglegerat stål– rostfria material – lämpligt för Ni-legeringar

– legerat och olegerat stål – abrasiva material som

gråjärn, AlSi- (> 5% Si), Cu- bronslegeringar

– universell beläggning för GFR till 48 HRC

– lämpligt för Ni-legeringar

– allmänt stål och framförallt rostfritt stål

– djupa bottenhål– MQL-bearbetning– GJS (GGG)

Egen

skap

er

– lägre vc/verktygslivslängd jämfört med belagda verktyg

– tätt rullade spånor

– förbättrar smörjmedlets vidhäftning och reducerar därmed påkletning

– lägre vc/verktygslivslängd jämfört med belagda verktyg

– förbättrad spåntransport

– längre verktygslivslängd genom ökad ythårdhet

– ökad sprödhet– nitrerat och ånganlöpt

– universell beläggning– lämpligt för många material– ej för Ti-legeringar

– slitagemotståndskraftigt mot abrasiva material

– lämpligt för verktyg i solid hårdmetall

– ej för Ti-legeringar

– bättre spånbildning än TiN och TiCN

– tendens till påkletning i manganhaltiga material

Uts

eend

e

CrN NHC DLC ACN TAX Diamant

Prim

ärt

an

vänd

ning

som

råde – gängskärning av Al- och

Cu-Leg.– pressgängning av Ti-Leg.

− bearbetning av kletiga stål

– icke-järnmetaller (Cu-, mässing-, brons-, Ti-legeringar)

– AlSi-legeringar med upp till 12% Si-halt

– Al-legeringar med tendens till påkletning

– Ti-legeringar– Ni-legeringar

– universell användning vid gängfräsning

– även för härdat stål och HSC-bearbetning

– abrasiva material som AlSi-legeringar > 12% halt

Egen

skap

er

– reducerar materialhopsvetsning

– reducerar materialpåklet-ning på skäreggen

– motståndskraftigt mot abrasivt slitage

– skarpa skäreggar möjliga eftersom beläggningen är tunn

– delvis betydande ökning av verktygslivslängden möjlig

– ingen benägenhet att reagera med titanlegeringar eftersom beläggningen är titanfri

– hög temperaturtålighet – universell beläggning

– motståndskraftigt mot abrasivt slitage

Uts

eend

e

BH = bottenhål GH = genomgående hål

54 55


Beläggningar och ytbehandlingar

Val av beläggning för pressgängning

Material TiN TiCN

Rent järn, mjukstål C C C

Konstruktionsstål C C C

Kolstål C C C

Legerat stål C C C

Seghärdat stål C C C

Rostfritt stål C C C

Austenitiskt C C C

Ferritiskt, martensitisk, duplex C C C

Värmebeständigt C C C

Al/Mg olegerat C C C

Al, legerat Si < 0,5% C C C

Al, legerat Si < 0,5% – 10% C C C

Al, legerat Si > 10% C C C

C C rekommendation C möjlig användning

Låg till medelhög draghållfasthet Medelhög till hög draghållfasthet

Låg till hög draghållfasthet

Låg till mycket hög

draghåll-fasthet

Mat

eria

l

P X X X X X X X

M X X X X X X

K X X X X X X

N X X X X X X X X

S X X

H X X

Ytbehandling Obelagd Ånganlöpt TiN CrN NHC DLC Diamant nid ACN TiCN THL TAX

Gängskärning med tapp X X X X X X X X X

Pressgängning X X X X

Gängfräsning X X X X X X

Borrande gängfräs X X

56 57

Kylning och smörjning


Vanligtvis talar man om kylmedel men smörjningen har en större betydelse än kylningen vid gängskärning och särskilt vid pressgängning. Man skiljer mellan följande metoder för kylmedelstillförsel:

− utvändig kylmedelstillförsel − utvändig kylmedelstillförsel med utlopp i chucken, parallella med chucken − ”invändig” kylmedelstillförsel via spår i skaftet − invändig kylmedelstillförsel (= IK) med kylmedelshål axiellt (= KA) − invändig kylmedelstillförsel med kylmedelshål radiellt (= KR)

Den utvändiga kylmedelstillförseln är den mest utbredda metoden och fungerar i de flesta fall. Vid vertikal bearbetning av bottenhålsgängor fylls kärnhålet med kylmedel (utom vid mycket små diametrar) vilket underlättar gängbearbetningen.

Vid genomgångsgängor kan kärnhålet inte fyllas, men eftersom spånorna vid gäng-skärning med tapp transporteras i mat-ningsriktningen och vid pressgängning bildas inga spånor alls, kan kylmedlet tränga in till skärzonen även vid djupa gängor. Kylmedelsstrålen ska i möjligast mån ställas in parallellt med verktygsax-eln.

Utvändig tillförsel är problematisk vid bearbetning av djupa gängor med horison-tell spindel. Kylmedlet kan i detta fall inte alltid tränga fram ända till skärzonen. Vid gängskärning av bottenhål försvårar de spånorna kylmedelstillförseln.

Tillförsel via kylspår på skaftet har betyd-liga fördelar eftersom kylmedlet alltid kommer fram till skärzonen oberoende av verktygslängden. Man måste bara beakta att med ökande varvtal ökar centrifugal-kraften på kylmedlet om kylmedelstrycket är för lågt vilket gör att det inte når fram.

Den invändiga kylmedelstillförseln säker-ställer att kylmedlet förs på skäret vid varje tidpunkt. På så sätt säkerställs en optimal kylning och smörjning av skäret. Dessutom underlättas spåntransporten.

Mat

eria

l-gr

upp Material Gängskärning Pressgängning Gängfräsning

P

stål emulsion 5% emulsion 5 – 10% emulsion/MQL/tryckluft

stål 850 – 1200 N/mm² emulsion 5 – 10% emulsion 10%

eller olja (Protofluid)emulsion/MQL/tryckluft

stål 1200 – 1400 N/mm²

emulsion 10% eller olja (Protofluid)

emulsion 10% eller olja (Protofluid eller Hardcut 525)

emulsion/MQL/tryckluft

stål 1400 – 1600 N/mm²motsvarar 44 – 49 HRC

olja (Protofluid eller Hardcut 525)

formning är i regel ej möjligt


M rostfritt stålemulsion 5 – 10% eller olja (Protofluid)

olja (Protofluid) [emulsion 5 – 10% endast möjligt med speciella verktyg (Protodyn® S Eco Inox)]

emulsion

Kgråjärn emulsion 5% formning är inte

möjligtemulsion/MQL/tryckluft

nodulärt gjutjärn GGG emulsion 5% emulsion 10% emulsion/MQL/

tryckluft

N

aluminium till max. 12% Si emulsion 5 – 10% emulsion 5 – 15% emulsion/MQL/

tryckluft

aluminium över 12% Si emulsion 5 – 10%

emulsion 5 – 10% formning lämpligt endast i undantagsfall


magnesium olja (Protofluid)formning är inte möjligt i rumstemperatur

torr

koppar emulsion 5 – 10% emulsion 5 – 10% emulsion/MQL/tryckluft

S

titanlegeringaremulsion 10% eller olja (Protofluid eller Hardcut 525)

olja (Hardcut 525) emulsion

nickellegeringaremulsion 10% eller olja (Protofluid eller Hardcut 525)

olja (Protofluid eller Hardcut 525) emulsion

H stål >49 HRC

olja (Hardcut 525) kan endast användas med hårdmetallverktyg

formning är inte möjligt torr/MQL

O plast emulsion 5% formning ger inte en måttriktig gänga emulsion/MQL

58

Teknisk information – allmänt Teknisk information – allmänt

Vid gängskärning av bottenhål skiljer man på två fall:

Fall 1: korta spånorDet bästa resultatet beträffande prestanda och processäkerhet uppnås om spånorna kan brytas korta. De korta spånorna kan utan problem spolas ut ur gängan via kylmedlet. Korta spånor är lättast att åstadkomma med skärande gängtappar med raka spår (t.ex. Paradur® HT). Vid bottenhålsgängor rekom-menderas KA.

Fall 2: långa spånor (spånorna kan inte brytas)Vid stål under 1000 N/mm² eller generellt vid rostfritt stål och andra sega material går det som regel inte att bryta korta spånor. I dessa fall måste spånan föras bort via spiralformade verktyg. Om det finns en invändig kylning underlättar kylmedlet spåntransporten. I vissa fall kan man bearbeta med svagt spiralvridna skärande gängtappar och därmed förlänga verktygslivslängden.

Vid gängfräsning ska man generellt eftersträva våtbearbetning. Det ska dock endast användas om en jämn kylning kan säkerställas. Annars kan värmechockerna som uppstår gynna mikrorepor som kan leda till urflisningar och därmed förkorta verktygets livslängd. Vid våtbearbetning med externt tillfört kylsmörjmedel kan en jämn kylning ofta inte säkerställas. Torrbearbetning med tryckluft är möjlig vid gängfräsning, men då får man räkna med förkortad verktygslivslängd.

Vid bearbetning av bottenhål rekommen-deras generellt att undvika verktyg med axiellt kylmedelshål. Optimalt är att använda emulsion. Eftersom verktyget blir fullständigt runtspolat uppstår inga värmechocker. Dessutom underlättar kylmedelsstrålen spåntransporten och säkerställer därmed en säker process. Alternativt kan man här även använda internt tillförd tryckluft eller MQL, vilket dock leder till förkortad verktygslivs-längd. Tillverkning av bottenhålsgängor med externt tillförd emulsion rekommen-deras inte eftersom spånor kan samlas i kärnhålet vilket inverkar negativt på verktygslivslängden. Dessutom föreligger en förhöjd risk för termisk chock vid externt tillfört kylmedel.

Vid tillverkning av genomgångsgängor rekommenderas extern tillförsel av emulsion, MQL eller alternativt tryckluft. Våtbearbetning kan under vissa förhållan-den leda till problem eftersom en jämn kylning av verktyget inte alltid kan säker-ställas vid extern kylmedelstillförsel. Framförallt vid små gängstorlekar finns risken att externt tillfört kylmedel inte helt kan tränga ner i hålet. Då kan inte en jämn kylning av verktyget säkerställas.

Kylning och smörjning – gängskärning med tapp Kylning och smörjning – gängfräsning

Anmärkning: Vid gängfräsning ställer avsaknaden av kylning till mindre problem än sporadisk kylning.

59

Anmärkning: Vid tillverkning av bottenhålsgängor i kortspånande material utan IK samlas spånorna i botten av det borrade hålet. Om säkerhetsavståndet är för litet kan verktyget gå emot spånorna och brytas.

60 61


Vid pressgängning har kylning och framförallt smörjning en central betydelse. Vid otillräcklig smörjning försämras gängans ytkvalitet drastiskt vilket dessa exempel visar:

Kylning och smörjning – pressgängning

Fjällig yta vid otillräcklig smörjning; Felavhjälpande åtgärd: smörjspår

Slät yta vid utmärkt smörjning

Användningsområdet för verktyg utan smörjspår begränsas till:

− plåtgenomföringar − genomgångsgängor till 1,5 x DN (eftersom inget kylmedel kan samlas i kärnhålet) − bottenhålsgängor vid vertikal bearbet-ning (vid mycket djupa bottenhålsgän-gor rekommenderas KA)

Man skiljer på två huvudsakliga verktygstyper: Pressgängtapp med smörjspår och pressgängtapp utan smörjspår. De olika användningsområdena förklaras nedan.

Smörjspår säkerställer en jämn smörjning även i nedre området i djupa gängor. Därför är pressgängtappar med smörjspår univer-sellt användbara. Vertikala genomgångs-gängor till ca 3,5 x DN kan tillverkas med smörjspår även utan IK.

Utan smörjspår Med smörjspår

För verktygsdesignen skiljer man på fyra olika fall:

Vertikal bearbetning av bottenhålSmörjspår och kylmedelstillförsel krävs inte; extern kylmedelstillför-sel är tillräcklig (vid mycket djupa gängor rekommenderas KA).

Vertikal bearbetning av genomgångshål (> 1,5 x DN)Smörjspår krävs; Invändig kylmedels-tillförsel är inte nödvändig. Det externt tillförda kylsmörjmedlet kan tränga fram till formskären via smörjspår (vid mycket djupa gängor rekommen-deras KR).

Horisontell bearbetning av bottenhålSmörjspår och invändig kylmedelstill-försel är nödvändig. Axiellt kylmedels-hål är tillräckligt.

Horisontell bearbetning av genomgångshålSmörjspår krävs. Invändig kylmedels-tillförsel med radiellt utlopp rekom-menderas.

62 63


Minimalsmörjning

Vid spånbrytande bearbetning används kylmedel för att minska slitaget på verktyget, för att leda bort värme från arbetsstycket och maskinen samt för att underlätta spånbrytningen och spån-transporten. Dessutom befrias arbets-stycket, verktyget och fixturen från spånrester. Tillsammans är de viktiga förutsättningar för effektiv, störningsfri och kostnadseffektiv tillverkning.

Men kostnaderna för inköp, skötsel och avfallshantering av kylmedel blir allt dyrare. Och man ser mer kritiskt på kylmedlens negativa inverkan på miljön och hälsorisken för maskinoperatören. Som redan nämnts på sidan 7 står kostna-derna för kylmedel för ca 16% av den tota-la produktionskostnaden. För framgångs-rika företag är det därför viktigt av både ekonomiska och ekologiska skäl att minska smörjmedelsförbrukningen.

Detta kan åstadkommas genom minimal-smörjning (MQL). Vid MQL tillsätts en liten mängd högeffektivt smörjmedel med tryckluft. Även med mycket liten mängd (ca 5 – 50 ml/tim.) kan man förhindra påkletning av material. Med MQL kan man dessutom sänka processtemperaturen genom att friktionen minskas.

I det enklaste utförandet tillförs smörj-medlet utifrån. Det är ett utförande som kan eftermonteras på befintliga maskiner till låg kostnad. Den möter dock sina begränsningar vid gängor med djup på 1,5 x DN. Kylmedelstillförsel via spindeln är fördelaktigt och ska övervägas vid inköp av nya maskiner.

Med MQL ändras kraven på verktygen och detta måste beaktas vid designen av verktygen. Till exempel måste verktygen designas så att minsta möjliga värme uppstår vid bearbetningen – liten eller till och med negativ släppningsvinkel måste undvikas. Dessutom måste geometrin utformas så att en säker spåntransport säkerställs även utan underlättande kylmedel. Vid MQL-bearbetning intar beläggningen en central roll, eftersom det hårda skiktet övertar smörjfunktionen till stor del. Dessutom reducerar belägg-ningen friktionen och fungerar som värmeisolering av verktyget.

Vid gängdjup > 1,5 x DN är invändig kyl-medelstillförsel med radiella utlopp en förutsättning för MQL. Dessutom måste kylmedelskanalerna i verktyget utformas så att olja-luft-blandningen inte separeras.

För MQL rekommenderar Walter Prototyp THL-beläggning som utvecklats speciellt för skärande gängtappar. Denna belägg-ning finns som standard för verktygen Paradur® Eco Plus (efterföljaren till beprövade Paradur® Eco HT), Prototex® Eco HT samt för Paradur® och Prototex® Synchrospeed. THL-beläggningen har ett smörjmedelsskikt med mycket goda friktionsegenskaper vid MQL och som dessutom förhindrar påkletning på skäreggen. Under verktygets livslängd poleras skiktet kontinuerligt.

Vid pressgängning är verktygsfamiljen Protodyn® Eco Plus, Eco LM och Synchrospeed lämpliga för minimal-smörjning.

Kundfördelar genom MQL-bearbetning med verktyg från Walter Prototyp:

− sänkt produktionskostnad och ökad konkurrenskraft

− lägre kostnader för inköp, underhåll och avfallshantering av kylmedel − sänkta energikostnader − lägre hälsorisker för personalen − oftast ingen resultatförsämring jämfört med våtbearbetning − skålformade komponenter fylls inte med kylmedel − lägre kostnader för rengöring av komponenter

Material som är lämpliga för MQL-bearbetning

Material som inte är lämpliga för MQL-bearbetning

– olegerat eller låglegerat stål och gjutgods av stål < 1000 N/mm²

– gråjärn– mässing– AlSi-legeringar– kopparlegeringar

– höghållfast, höglegerat stål– Ti- och Ni-legeringar– rostfria ståltyper

Anmärkningar: − Vid gängfräsning kan även höghållfasta och härdade material bearbetas med MQL. − I praktiken kan det förekomma fall där ovanstående beskrivning inte kan tillämpas.

Anmärkning:Vid gängfräsning är torrbearbetning som regel möjlig till skillnad från gängskärning med tapp och press-gängning, men då får man ta med reducerad livslängd i beräkningen. Vid torrbearbetning rekommenderas tryckluft för spåntransporten. Vid gängfräsning är MQL oftast att föredra framför våtbearbetning eftersom verktyget inte utsätts för några värmechocker.

64 65


Infästningsmetod Viktiga typer av verktygshållare för skärande gängtappar och pressgängtappar

Gängchucken, även kallad verktygshållare är förbindelseelementet mellan spindeln och verktyget.

Verktygshållarens uppgifter vid gängskärning med tapp och pressgängning:

− övertagande av vridmoment − axiell och/eller radiell utjämning av skillnader mellan spindelns läge och verktygets börläge

Verktygshållarens uppgifter vid gängfräsning:

− övertagande av vridmoment − minimering av sidoavvikelser hos verktyget (chucken måste vara styv beträffande radiella krafter) − vibrationdämpning

Allmänna uppgifter: − överföring av kylmedlet från spindeln till verktyget

− skydda spindellagringen vid verktygsbrott − skydda verktyget mot brott (kan endast förverkligas vid små storlekar)

Beträffande det sammanlagda spelet mellan spindeln och matningen är det vid gängskärning med tapp avgörande om och hur noggrant spindelvarvtalet och matningshastigheten är avstämda mot varandra (synkroniserade).

Snabbväxlingschuck med axiell utjämning Fördelar:

− användning i synkrona och icke- synkrona maskiner − utjämning av axiella och radiella lägesavvikelser − robust utförande

Nackdelar: − dyrare teknik än vid styva chuckar − inget skydd mot felskärning eftersom verktyget måste styra sig själv

Snabbväxlingschuckar finns i Walters standardprogram.

Synkronchuck med minimalkompensering Fördelar:

− kompensation av axiella krafter och därmed ökad livslängd − kombination av fördelarna med styva chuckar och fördelarna med flytandehål-lare

Nackdelar: − dyrare i inköp jämfört med styva chuckar − användning endast i synkrona verktygs-maskiner

Synkronchuckar med minimalkompense-ring finns i Walters standardprogram.

Anmärkning:Alla vanliga fräschuckar kan användas för gängfräsning. För gängskärning med tapp och pressgängning finns det speciella chuckar som beskrivs nedan.

66 67


Viktiga typer av verktygshållare för skärande gängtappar och pressgängtappar

Krympchuck, styv spännhylschuck, Weldon-chuck (från vänster till höger)Fördelar:

− enkelt kostnadseffektivt och robust utförande − krympchuck: mycket hög koncentricitet

Nackdelar: − kan endast användas i synkrona verktygsmaskiner − på grund av minimala stigningsskillnader uppstår axiella krafter som verkar på verktygsflanken och sänker livslängden

Självreverserande gängapparat Fördelar:

− användning i synkrona och icke-synkrona maskiner − låg påfrestning på spindeln eftersom växlingen av rotationsriktningen sköts av chucken − kortare cykeltider eftersom spindeln inte måste accelereras eller retarderas; därför mycket intressant vid masstillverkning

Nackdelar: − kostsam teknik − höga underhållskostnader − vridmomentstöd krävs − dyr i inköp

Krympchuckar, spännhylschuckar och Weldon-chuckar finns i Walters standardprogram.

68 69


Synkron bearbetning vid gängskärning med tapp och pressgängning

För att minska bearbetningstiden vid gängskärning med tapp och pressgäng-ning utförs bearbetningen i allt högre grad med högre varvtal och skärhastigheter (HSC = High Speed Cutting). Synkron bearbetning är särskilt lämpligt för höga skärhastigheter.

Vid synkron gängskärning krävs en ma-skin som synkroniserar rotationsrörelsen hos huvudspindeln med matningsrörelsen. Gängverktyget styrs inte av sin geometri utan styrs av matningen och maskinens spindelvarvtal. Idag är de flesta CNC-maskinerna lämpliga för synkron bearbet-ning.

I princip kan alla skärande gängtappar och pressgängtappar användas vid synkron bearbetning. Walter Prototyp erbjuder dock verktyg med beteckningen Synch-rospeed som specialutvecklats för syn-kron bearbetning. Kännetecknande för denna verktygsgrupp är stor flanksläpp-ning och extra kort gängdel. Verktygen i Synchrospeed-familjen kan endast användas för synkron bearbetning. Däre-mot kan verktygen i Eco-familjen använ-das både till synkron och konventionell bearbetning med mycket goda resultat.

Synkrongängtappar kan fästas i vanliga weldon-chuckar eller spännhylschuckar (om möjligt med fyrkantskoppling). Båda infästningsmetoderna har nackdelen att de axiella skärkrafter som genereras inte kan kompenseras.

Ett bättre alternativ är gängchucken Protoflex C med minimalkompensering. Protoflex C är en gängchuck för maskiner med synkroniserad huvudspindel och matningsrörelse. Den garanterar en exakt definierad minimalkompensering och är justerad efter geometrin hos Synch-rospeed-gängtapparna.

Den synkrona gängchucken Protoflex C

Vad är så speciellt med Protoflex C?I motsats till konventionella synkrona gängchuckar är Protoflex C baserad på en precisionsflexdel (”Flexor”) med hög fjäderstyvhet som utjämnar radiella och axiella avvikelser i mikroområdet. Den patenterade mikrokompensatorn är till-verkad i en speciallegering som utvecklats för NASA och utmärker sig genom lång livslängd och att den är underhållsfri. Öv-riga gängchuckar på marknaden använder istället komponenter av plast, som med tiden förlorar sin flexibilitet. Mikroutjäm-ningseffekten går då förlorad.

Gängchucken Protoflex C minskar påfrestningarna på gängtappens flanker betydligt och ger därmed:

− högre processäkerhet tack vare liten risk för brott – särskilt för små gäng-dimensioner − längre livslängd hos gängverktyget tack vare minskad friktion − bättre ytkvalitet på gängflankerna

För kunden betyder gängchucken Protoflex C högsta produktivitet och reducerade verktygskostnader både vid gängskärning med tapp och pressgängning.

Flexor med minimalkompensering

70 71

Anmärkning:Kärnhålets rekommenderade diameter finns skrivet på skaftet till pressgängtapparna från Walter Prototyp.


Information om kärnhål

Kärnhålets diameter vid gängskärning med tapp och gängfräsning

Tumregel: håldiameter = nominell diameter – stigning

Exempel för M10håldiameter = 10,0 mm – 1,5 mm = 8,5 mm

Kärnhålets diameter vid pressgängning

Tumregel:håldiameter = nominell diameter – f x stigning

− tolerans 6H: f = 0,45 − tolerans 6G: f = 0,42

Exempel för M10håldiameter = 10,0 mm – 0,45 x 1,5 mm = 9,325 mm = 9,33 mm

När man väljer borrverktyg måste man även beakta tillåtna toleranser för kärnhålet i tabellen nedan för att kunna säkerställa en säker formprocess och förväntad livslängd.

Säkerhetsavstånd (~ 2 ggr stigningen)

Ingångsfas

Gängdjup

Borr

djup

Kärnhålens djup

Borrdjup ≥ användbart gängdjup (+ faslängd) + säkerhetsavstånd

Borr

djup Gängdjup

Gängskärning med tapp, pressgängning

Gängfräsning

Gängstigning Tolerans för håldiameter

≤ 0,3 mm ± 0,01 mm

> 0,3 mm till < 0,5 mm ± 0,02 mm

≥ 0,5 mm till < 1 mm ± 0,03 mm

≥ 1 mm ± 0,05 mm

Anmärkning:Gängverktygets eventuella spetsar måste tas med i beräkningen av det nödvändiga djupet på kärnhålet. Man måste då skilja mellan hela spetsar och spetsar med avsatser. Gängfräsar har varken ingångsfas eller spets till skillnad

mot skärande gängtappar och press-gängtappar. Därför kan man tillverka gängor ända ner till botten av det borrade hålet. Det finns ingen risk för felskärning vid fräsning och därför krävs inget axiellt säkerhetsavstånd.

På grund av dessa toleranser som är mindre än vid gängskärning, är pressgängning inte alltid mer kostnadseffektiv än gängskär-ning med tapp.

Särskilda anvisningar för pressgängning

Praktiskt tips:Vid pressgängning uppstår gängans kärndiameter under formningsproces-sen och är därför beroende av materia-lets formbarhet. Vid gängskärning med tapp och gängfräsning däremot är

kärndiametern redan bestämd av kärn hålet. Därför måste gängans kärndiameter tolkas efter formnings-processen. Toleranserna för invändiga gängors kärndiameter finns på si-dan 116.

Anmärkning:Produktprogrammet för Walter Titex är anpassat till kärnhålsdiametern för gäng-skärning med tapp och pressgängning.

72


Härdning av kantzoner

Ofta betraktas gängframställning som en fristående process. Det är inte riktigt sant eftersom den föregående borrningen har ett mycket stort inflytande på den efter-följande gängningen.

När kärnhålet borras påverkas arbets-styckets kantzoner av termiska effekter. Strukturförändringarna illustreras av dessa uppmätningar:

Kantzonernas hårdhet är betydligt högre vid ett slitet borr än vid ett nytt verktyg. Även vid borrning med höga skärdata uppstår härdning av kantzonerna. Även om denna härdning endast uppstår på ett litet avstånd till hålets yta resulterar det i betydligt kortare verktygslivslängd (se exemplet nedan).

0,025 mm

Nytt borr: kantzonen nästan oförändrad

Slitet borr: kantzonen är påverkad

Praktiskt tips: Vid problem med verktygslivslängd måste man förutom gängningen även beakta den föregående borrningen och borrverktyget!

Exempel: material C70, borrdiameter 8,5 mm, hålets djup 24,5 mm

Slitet borr Nytt borr

Kantzonens hårdhet 450 HV 280 HV

Kantzonens bredd 0,065 mm ≈ 0

Livslängd för skärande gängtapp 70 gänga > 350 gänga

Sammanfattning: − Gängverktygets livslängd sjunker med stigande hårdhet i kantzonen. − Kantzonens hårdhet stiger med ökande slitage av borrverktyget både vid höga skärdata eller rundade skäreggar.

74 75

Bottenhål

Kortspånande materialSkärande gängtappar med raka spår transporte-rar inte spånor. Därför ska de endast användas för kortspånande material eller korta gängor.

Om gängtappen har en axiell kylmedelstillförsel kan även djupare gängor tillverkas med verktyg med raka spår eftersom spånorna spolas ut mot matningsriktningen. Förutsättningen är dock att spånorna bryts kort (t.ex.: Paradur® HT, gängdjup till 3,5 x DN).

Jämfört med spiralvridna verktyg har gängtappar med raka spår längre livslängd.

En del verktyg med raka spår kan även användas för genomgångshål i material med goda spån-brytande egenskaper (t.ex. Paradur® Eco CI).

Långspånande material

Gängtappar med högerspiral transporterar spånorna i riktning mot skaftet. Ju segare resp. mer långspånande material som ska bearbetas och ju djupare gänga, desto större spiralvinkel krävs.

Genomgående hål

Långspånande material

Gängtapp med ingångsfas transporterar spånorna framåt i matningsriktningen.

Gängtapp med ingångsfas är förstahandsva-let för tillverkning av genomgångsgängor i långspånande material.

Vänsterspiralvridna gängtappar (precis som gängtapp med ingångsfas) transporterar spånorna framåt i matnings-riktningen.

Vänsterspiralvridna verktyg är endast moti-verade när en säker spåntransport inte kan säkerställas med en ingångsfas. Exempel på verktyg: Paradur® N av typen 20411 och 20461

Grundtyper

Teknisk information – gängskärning med tapp

Anmärkning:Utan invändig kylning samlas spånorna i botten av hålet. Om säkerhetsavståndet är för litet kan verktyget gå emot spånorna och gå av.

5°

23°

76 77

Teknisk information – gängskärning med tapp Teknisk information – gängskärning med tapp

Ingångsfaser enligt DIN 2197

Form Antal gängor i ingångsfasen Utförande och användningsområde

A 6 – 8 gängor6 – 8 Gänge

med raka spår

kortspånande material

kort genomgångsgänga i medel- och långspånande material

B 3,5 – 5,5 gängor

6 – 8 Gänge

med raka spår och ingångsfas

medel- och långspånande material

C 2 – 3 gängor

6 – 8 Gänge

högerspiralvridenmedel- och långspånande material

med raka spårkortspånande material

D 3,5 – 5 gängor

6 – 8 Gänge

vänsterspiral-vriden

långspånande material

med raka spårkortspånande material

E 1,5 – 2 gängor

6 – 8 Gänge

högerspiralvriden

kort gängsläppning i medel- och långspånande material

med raka spårkort gängsläppning i kortspånande material

F 1 – 1,5 gängor

6 – 8 Gänge

högerspiralvriden

mycket kort gängsläpp-ning i medel- och långspånande material

med raka spårmycket kort gängsläpp-ning i kortspånande material

För genomgångsgängor används oftast längre ingångsfasformer.

Lång ingångsfas (t.ex. form B) ger:

− längre verktygslivslängd − stort vridmoment − litet spåntvärsnitt − låg belastning på ingångständerna

Spåntvärsnitt

Form B

1:a skärsegmentet

2:a skärsegmentet

3:e skärsegmentet

Observera: − längre ingångsfaser ökar verktygslivslängden − längre ingångsfaser minskar belastningen på skäreggen, vilket blir viktigare ju tuffare material som ska bearbetas − kortare ingångsfaser möjliggör gängor nära botten av det borrade hålet − längre ingångsfaser kräver ett högre vridmoment

5°

23°

78 79

Spåntvärsnitt Skärförlopp bottenhålsgänga

1:a skärsegmentet

2:a skärsegmentet

3:e skärsegmentet

Vid bottenhålsgängor väljs oftast en kort ingångsfas vilket inte bara motiveras av att gängan ofta ska gå ända ner till botten av det borrade hålet.

Vid reversering av tappen och kapning av spånor i bottenhålsgängor finns viss risk för att problem uppstår. Om spånorna blir för tunna viks de bara och kan inte längre separeras. Spånorna kläms fast mellan komponenten och ingångsfasens släppning. Detta kan leda till verktygs-brott. Därför är långa ingångsfaser av form A, B och D inte lämpliga för botten-hålsgängor eftersom de åstadkommer för tunna spånor.

En fördel med kort ingångsfas är att antalet spånor blir mindre. Dessutom underlättas spåntransporten av det större spåntvärsnittet.

Kort ingångsfas (t.ex. form E) ger:

− lågt vridmoment − stort spåntvärsnitt − hög belastning på ingångständerna − reducerad verktygslivslängd − optimerad spåntransport

Form E


Nu sker växlingen till returkörning. Spånorna som har genererats är fortfarande kvar. Vridmomentet vid returen är i detta läge nästan noll.

Gängtappen är fortfarande i ingrepp och stannar. I stoppögon-blicket är alla skär i ingångsfasen kvar i spånprocessen.

Spånorna kommer i kontakt med det efterföljande skärets baksida. I detta läge ökar returvridmomentet explosionsartat. Spånan måste nu kapas. Eftersom gängtappens spets har en släppningsvinkel och den koniska spetsen dessutom går ut ur gängan axiellt vid returen, lossnar spånan från spånroten. För att detta ska ske krävs en viss stabilitet (tjocklek) hos spånan.

Spånan kapas och returvridmomentet minskar till följd av friktionen mellan gängtappens styrande del och den bearbetade gängan.

Anmärkning:Gängtappar för genomgångshål kan inte användas för bottenhålsbear-betning eftersom de har en större släppningsvinkel vid ingångfasen och spånet kanske inte kapas utan kläms fast mellan ingångsfasen och gängan. Detta kan leda till urflisningar och i

extrema fall brott på gängtappen.Släppningsvinkel vid ingångfasen på gängtappar för bottenhål är därför alltid mindre än på gängtappar för genomgångshål eftersom gängtappar för bottenhål måste kapa spånroten vid returrörelsen.

80 81

Skärförlopp bottenhålsgänga


Skärförlopp bottenhålsgänga Vinklar och egenskaper hos skärande gängtapp

Vridmomentförlopp vid gängskärning av en bottenhålsgänga

Ingångsfasen tränger in: kraftig ökning av vridmomentet

Spindeln har uppnått varvtalet noll,

returen startar

Första kontakt mellan de kvarvarande spånorna och baksidan av den efterföljande gängbommen

Höga vridmomenttoppar tyder på problem med kapning av spånan; ett verktyg med mindre släppningsvinkel vid ingångfasen borde väljas

Spindeln bromsas

Svag höjning på grund av ytterligare friktion mot styrdelen

Friktionsmoment i gängtappens styrande del vid returen

Tidsförlopp

Md

Detalj A

Detalj B

Hals Skaft Skaftdiameter d1

Gängansdiameter DN

Huvudets längd Lc

Funktionell längd l1

Kilspårets bredd l9

Detalj A

Kärndiameter Utvändig diameterFlankdiameter

Flankvinkel

Stigning

Detalj B

Flanksläppning

Släppningsvinkel

Släppningsvinkel vid ingångfasen

Gängtappsände (skärsegment)

Spånbrytare (spånyta)

Kärndiameter

SmörjspårIngångsfaslängd

Spiralvinkel ingångsfas

Skärande gängtapp med ingångsfas för genomgångshål

Ingångs-fasvinkel

Skärande gängtapp med högerspiral för bottenhål

Spånkanal

Ingångs-fasvinkel

Spiral-vinkel

82 83

En mindre släppningsvinkel: − ökar skäreggarnas stabilitet (vid stora släppningsvinklar kan urflisningar uppstå vid ingångsfasen)

− ger som regel mer lättbearbetade spånor − ger sämre yta på komponenten − ökar skärkrafterna och skärmomentet − är nödvändig för bearbetning av hårdare material − ökar tendensen till sammanpressning av det bearbetade materialet, dvs. gängtappen skär sig mindre fritt och gör därmed en något mindre gänga

Flanksläppning:Flanksläppningen måste vara avstämd med det bearbetade materialet. Material med högre draghållfasthet och material med tendens till klämning kräver högre flanksläppning. Med större frigångsvinkel blir verktygets styregenskaper sämre. Därför kan det leda till felskärning i mjuka material vid användning i flytandehållare.

Jämförelse av geometriegenskaper


En större spiralvinkel: − underlättar spåntransporten − sänker verktygets stabilitet och begrän-sar därmed det maximala skärmomentet − sänker tändernas stabilitet − reducerar verktygslivslängden

Ingångsfasvinkel:Ingångsfasvinkeln begränsas av fasläng-den och antal spår eftersom skärsegmen-tets bredd reduceras vid första passe-ringen vid större ingångsfasvinkel. Detta ger skäret sämre stabilitet (risken för urflisningar vid ingångsfasen ökar). En större ingångsfasvinkel främjar spån-transporten i matningsriktningen. Vid för små ingångsfasvinklar kan spåntranspor-ten vara problematisk. Problemet kan avhjälpas med vänsterspiralvridna verktyg.

Släppningsvinkel vid ingångfasen:Gängtappar för genomgångshål har ca 3 gånger så stor släppningsvinkel vid in-gångfasen som gängtappar för bottenhål. Jämför med sidan 80.

Ingångsfasvinkel verktyg för genomgångshål

Prototex® HSC

Prototex® TiNi Plus

Prototex® X∙pert M

Prototex® Eco HT

Prototex® Synchrospeed

Prototex® X∙pert P

Praktiskt tips: Kontroll av släppningsvinkelnEn gängtapp ska enkelt kunna föras in i den bearbetade gängan utan att efterskära. Om detta inte är möjligt ska en gängtapp med större flank-släppning väljas.

Släppningsvinkel verktyg för bottenhål

Paradur® HT

Paradur® Ti Plus

Paradur® Eco CI

Paradur® HSC

Paradur® X∙pert M

Paradur® Eco Plus

Paradur® Synchrospeed

Paradur® X∙pert P

Paradur® WLM

Släppningsvinkel verktyg för genomgångshål

Prototex® Eco HT

Prototex® HSC


Paradur® Eco CI




Spiralvinkel verktyg för bottenhål

Paradur® Eco CI

Paradur® HT

Paradur® Ti Plus

Paradur® HSC

Paradur® WLM



Paradur® Eco Plus


Flanksläppning verktyg för bottenhål


Paradur® WLM

Paradur® Eco CI


Paradur® HT

Paradur® Eco Plus

Paradur® HSC


Paradur® Ti Plus

Flanksläppning verktyg för genomgångshål


Paradur® Eco CI


Prototex® Eco HT

Prototex® HSC



84 85

Egenskaper vid gängskärning med tapp


Djupt placerade och djupa bottenhålsgängor − använd om möjligt gängtapp med raka spår och axiell kylmedelstillförsel eller högspiralvriden gäng-tapp för bottenhål obelagda eller ånganlöpta spånbrytare:• Paradur® HT (med raka spår)• Paradur® Synchrospeed med Tin/ånganlöpt

(spiralvriden) − för rostfria ståltyper och som generell problemlö-sare rekommenderar vi pressgängning; för gäng-skärning med tapp av rostfria ståltyper är spiralfor-made gängtappar absolut nödvändigt:• pressgängning: Protodyn® S Eco Inox• gängskärning med tapp: Paradur® X∙pert M

Sned utgång ur gängan − använd gängtapp med längsta möjliga styrdel och maximal stabilitet (t.ex.Prototex® X∙pert P, Prototex® X∙pert M)• en lutning på upp till 30° är relativt problemfri − alternativ: gängfräsning

Gänga med avsevärt större kärnhålsdjup än gängdjup

− använd gängtapp för genomgångshål med modifierad ingångsfas:• minska släppningen till samma värde som

hos en gängtapp för bottenhål• minska faslängden till ca 3 ggr stigningen

Fördel: längre verktygslivslängd än högspiralvridna gängtappar för bottenhål Nackdel: spånorna stannar kvar i hålet

− för kortspånande material som t.ex. GG25 kan även verktyg med raka spår utan ingångsfas användas:• Paradur® Eco CI − självklart kan även högspiralvridna gängtappar för bottenhål användas för denna applikation

Slitsad gänga − slitsade gängor ska bearbetas med högspiralvridna verktyg:• Paradur® X∙pert M• Paradur® X∙pert P• Paradur® Eco Plus

86

Programmering av matning med flytandehållareSkärkrafter vid gängskärning med tapp


Vid användning av gängchuckar med längdutjämning måste man beakta de verktygsrelaterade axialkraf-terna som uppstår vid bearbetningen.

Vid spiralformade gängtappar för bottenhål verkar en axiell kraft i matningsriktningen. Denna kraft måste motverkas med minusprogrammering.

Vid gängskärning uppstår verktygsrela-terade axiella krafter. Högerspiralvridna gängtappar utsätts för en axiell kraft

Vanliga matningsvärden för dessa fall ligger mellan 90 och 98% av den teoretiska matningen. Den teore-tiska matningen erhålls med följande formel:

vf = n x pn = varvtal; p = gängstigning

Vid vänsterspiralvridna verktyg, och vid gängtappar med ingångsfas är förhållandena de motsatta – de axiella krafterna verkar mot matnings-riktningen.

Här rekommenderas programmering av den teoretiska matningen.

Verktygsrelaterad axiell kraft

Maskinprogrammering 90 – 98%

Skärkrafter vid gängtappar med ingångsfas

Verktygsrelaterad axiell kraft

Maskinprogrammering 100%

Skärkrafter vid högerspiralvridna gängtappar

Vid användning av flytandehållare kan axialkrafterna leda till att gängan skärs för stor – axiell felskärning. Den axiella felskärningen gynnas av högspiralvridna

Gänga med axiell felskärning vid vänster spiralvridna gängtappar

eller gängtappar med ingångsfas: felskärning på flankens ovansida

Gänga med axiell felskärning vid högerspiralvridna verktyg:

felskärning på flankens undersida

För mer information om felskärning och motåtgärder se sidan 91 (problem och lösningar för skärande gängtappar).

Gängtapp GängtappArbetsstycke Arbetsstycke

Rotationsriktning

Resulterandeskärkraft

Axiell kraft

Radiell kraft

87

i matningsriktningen. På gängtappar med ingångsfas verkar denna kraft mot matningsriktningen.

verktyg med stor flanksläppning i mjuka material eller genom felbehandlade skäreggar.

88 89

Modifikationer


Negativ fas (Secur-fas)

Förkortad ingångsfasSpiralreducering i ingångsfasen

Avfasad gänga

Obelagd spånkanal

SpånformningSpånorna rullas ihop tätare, kortare spånor

Spånorna rullas ihop tätare, färre spånor

Spånorna rullas ihop tätare, kortare spånor

Ingen förändringSpånorna rullas ihop tätare, kortare spånor

Verktygslivslängdutan beläggning:

med beläggning:

Gängkvalitetutan beläggning:

med beläggning:

Spåntjocklek

Vridmoment

AnvändningsexempelFörhindrar spåntrassel i konstruktionsstål som St52, C45 osv.

Gänga nästan till botten av det borrade hålet, förbättrad spånkontroll

Optimerad spån-formning i stål och aluminium

Problem med urflisningar eller påkletning av mate-rial i styrdelen

Optimerad spånform-ning i stål, bearbetning av vevaxlar

Standardverktyg med motsvarande modifikation

Paradur® SecurParadur® HSCPrototex® HSC

alla verktyg med ingångsfas form E/F

Paradur® Ni 10Paradur® HSC

Paradur® Eco PlusParadur® X∙pert MParadur® Synchrospeed

Alla verktyg utan beläggning samt Paradur® Synchrospeed (TiN-ånganlöpt)

ökar oförändrat sjunker sjunker mycket

90 91

Felskärning uppstår främst vid höger-spiralvridna gängtappar för bottenhål. Genom axialkraften i matningsriktningen som uppstår på grund av spiralvinkeln kan gängtappen tränga in snabbare i hålet än den egentliga stigningen – så kallad korkskruvseffekt och axiell felskärning. Gängtappar för genomgångshål utsätts för geometrirelaterade axiella krafter mot matningsriktningen som även de kan leda till axiell felskärning. Den axiella felskär-ningen gynnas av högspiralvridna verktyg med stor flanksläppning i mjuka material eller genom felbehandlade skäreggar.

Gängtappar som av ovan nämnda orsaker skär fel, skapar systematiskt för stora gängor. Sporadisk felskärning kan uppstå om verktyget utsätts för ensidiga radiella krafter på grund av spånstockning eller påkletning av material– så kallad radiell felskärning.

Felavhjälpande åtgärd: − synkron bearbetning − använd verktyg som är avsedda för materialet − välj lämplig beläggning (mot radiell felskärning) − optimera spånkontrollen (mot radiell felskärning) − använd gängtapp med mindre spiralvinkel − använd specialbehandlad gängtapp:• Paradur® X∙pert P; Paradur® Eco Plus• Prototex® X∙pert P; Prototex® Eco HT − gängfräsning − pressgängning

Spånkontroll: Spånkontroll är ett viktigt begrepp vid gängning av bottenhål, framförallt vid djupa bottenhål i sega långspånande ma-terial. Problem med spånkontroll visar sig genom spåntrassel, tillfälliga vridmoment-toppar, tandbrott i styrdelen och/eller verktygsbrott.

Felavhjälpande åtgärd: För att optimera spånkontrollen kan man modifiera* standardgängtappar eller tillverka ny design:

− slipa en spiralreducering för att få kortare spånor − reducera släppningsvinkeln för att få tätare ihoprullade och kortare spånor − vid svagt spiralvridna eller verktyg med raka spår kan man kombinera ovanstå-ende åtgärder och komplettera med axiell smörjmedelstillförsel för att underlätta bortspolningen av korta spånor; framförallt vid masstillverkning är detta en beprövad metod för att öka processäkerheten och produktiviteten − slipa in spånbrytaren, resp. blank spiralreducering; på så sätt åstadkom-mer man lättkontrollerade spånor − ersätt TiN/TiCN-beläggningar med THL, eftersom THL har bättre spånform-ningsegenskaper; använd obelagda eller ånganlöpta verktyg istället för belagda verktyg − förkorta ingångsfasen (modifiering) – för färre och tjockare spånor − minska antalet spår (ny design), spån-tjockleken ökar och verktygets stabilitet höjs

Problem och lösningar


− använd verktyg med negativ fas (t.ex. Paradur® Secur) − pressgängning eller gängfräsning: Material som får problem med spånkon-trollen vid gängtappar för bottenhål kan oftast formas genom spånfri bearbet-ning. Om pressgängning inte medges kan gängfräsning lösa problemet. Här bildas processrelaterat korta spånor.

* Modifikationerna förklaras ingående med illustrationer på sidorna 88 – 89.

Bottenhålsgänga med axiell felskärning Genomgångsgänga med axiell felskärning

Som regel gäller:Ju större draghållfasthet och ju lägre töjningskoefficienten är hos ett ma-terial, desto bättre kan spånorna kon-trolleras. Vid mjukt konstruktionsstål, låglegerat stål och rostfritt stål med låg draghållfasthet är spånkontrollen som svårast.

Ju större inverkan som de ovan nämnda åtgärderna får på spånform-ningen, desto sämre blir kvaliteten på gängans yta. Därför måste alltid sådana åtgärder stämmas av mot kundens krav.

Felskärning:Geometrin hos skärande gängtappar är skräddarsydd för bestämda användnings-områden. Vid felaktig användning kan gängtappen skapa för stora gängor – så kallad felskärning.

Exempel på urflisningar vid problem med spånkontrollen

Anmärkning:Felskärning är så gott som uteslutet vid pressgängning, gängfräsning och vid synkron gängskärning.

92



Optimering av gängans yta vid gängskärning: − ersätt gängskärning med pressgängning eller gängfräsning − öka släppningsvinkeln − mindre spåntjocklek genom längre ingångsfas eller ökat antal spår (vid gängtappar för bottenhål försämras dock spånbildningen) − TiN och TiCN åstadkommer som regel de bästa ytorna i stål (i Al åstadkommer obelagda verktyg eller CrN- och DLC-beläggningar de bästa ytorna)

− öka emulsionshalten eller använd olja istället för emulsion − led fram smörjmedel direkt till funk-tionsområdet − byt ut verktyget i förtid mot ett nytt

En del av de föreslagna åtgärderna leder till förbättrad ytkvalitet, men försämrar spånkontrollen – vilket är problematiskt framförallt vid djupa bottenhål. Även här gäller det att göra en kompromiss och beakta kundens krav.

Anmärkning:Vid gängskärning och pressgängning har man knappt någon möjlighet att påverka ytkvaliteten via skärdata. Vid gängfräsning kan man däremot välja skär- och matningshastighet oberoende av varandra.

Gängans yta: Gängans yta bestäms av:

− tillverkningssätt: skuren, formad, fräst − verktygets slitage − geometrin − beläggningen − material som ska bearbetas − smörjmedlet och dess närvaro i verkty-gets funktionsområde

93

Slitage: En hög hårdhet säkerställer stort motstånd mot slitage och därmed lång verktygslivslängd. En ökad hårdhet leder dock som regel till reducerad seghet.

Vid mindre storlekar och högspiralvridna verktyg är hög seghet nödvändigt efter-som verktygsbrott annars kan uppstå.

För pressgängtappar, verktyg med raka spår och svagt spiralformade verktyg samt vid bearbetning av abrasiva material med låg draghållfasthet kan verktygets hårdhet som regel ökas utan problem.

Påkletning på verktyg:Beroende på materialet som ska bearbe-tas rekommenderas som problemlösare speciella beläggningar och ytbehandlingar:

− Al och Al-legeringar: obelagd, CrN, DLC, WC/C − mjukt stål och rostfria ståltyper: ånganlöpt − mjukt konstruktionsstål: CrN

skärande gängtapp med TiCN-skikt av AlSi7

skärande gängtapp med DLC-skikt av AlSi7

Exempel på påkletning

Exempel på abrasivt slitage

94 95

Pressgängning är en metod för spånfri tillverkning av invändiga gängor genom plastisk formning. Materialet förskjuts genom deformation. På så sätt skapas en formad gängprofil. I motsats till skärande gängtapp behövs inga spånka-naler vilket ökar verktygets stabilitet.

Grundläggande metod

Teknisk information – pressgängning

Deformationshärdning kombinerat med sammanhängande materialstruktur av den formade gängan (se bilden nedan till höger) ökar draghållfastheten vid statisk belastning och även utmattningshåll-

Man måste beakta att de pressade gängorna får ett formveck i toppen. Därför är pressgängning inte tillåten i alla branscher. Följande begränsningar finns.

fastheten vid dynamisk belastning. I motsats till detta står avbruten materi-alstruktur som uppstår vid gängskärning med tapp och gängfräsning (se bilden ner till vänster).

− livsmedelsindustrin (bakterietillväxt vid formvecken) − automatisk fastskruvning av kompo-nenter (skruven kan klämmas fast i formvecken) − ej tillåten i flygplanstillverkning

Formveck

Pressgängning är mycket lämpligt för masstillverkning – t.ex. inom fordonsin-dustrin. Den spånfria framställningen av gängor i kombination med hög verktygs-stabilitet genom den slutna polygonprofi-len säkerställer en ytterst säker process. Dessutom kan man i jämförelse med skärande gängtapp ofta åstadkomma högre skärdata och längre verktygslivs-längd. Jämfört med gängskärning med tapp kräver pressgängning ca 30% högre vridmoment.

De olika ingångsfasformerna motiveras vid olika användningsområden:

− form D, 3,5 – 5,5 ggr stigningen: genomgångsgänga − form C, 2 – 3,5 ggr stigningen: bottenhål- och genomgångsgänga − form E, 1,5 – 2 ggr stigningen: bottenhålsgänga

Ca 65% av alla material inom industrin kan formas. Begränsningar:

− spröda material med töjningskoefficient mindre än 7% som t.ex.:• gråjärn• Si-legeringar med Si-halt > 12%• kortspånande Cu-Zn-legeringar• duroplast − gängstigning > 3 mm (särskilt kost-nadseffektivt är formning vid stigning ≤ 1,5 mm) − draghållfasthet > 1200 – 1400 N/mm²

Typiska material för pressgängning är:

− stål − rostfritt stål − mjuka kopparlegeringar − Al-smideslegeringar

Anmärkning: Vid pressgängning har kärnhålet mindre toleranser jämfört med gäng-skärning med tapp och gängfräsning. Därför är pressgängning inte alltid det mest kostnadseffektiva alternativet. Analys av det enskilda fallet är abso-lut nödvändigt. Formler för beräkning av nödvändiga kärnhål finns på sidan 70 – 71.

96 97

Kärnhålets diameter

BörmåttMin. mått Max. mått

min*

max*

* tolerans för den skapade kärndiametern enligt DIN 13-50

Kärnhål-Ø: 15,22 mm–> kärn-Ø: 14,37 mm



Kärnhålets diameter har stort inflytande på pressgängningsprocessen. Till en del påverkas det nödvändiga vridmomentet

För formade gängor tillåts enligt DIN 13-50 större kärndiameter än vid gäng-skärning med tapp. En formad gänga i toleransklass 6H ska uppfylla den mini-

Kärnhålsdiameterns inflytande

Teknisk information – pressgängning

Anmärkning: Förhållande mellan kärnhålsdiametern och gängans kärndiameter: Om kärnhålet borras 0,04 mm större förstoras gängans kärndiameter (efter formningen) med minst 0,08 mm – alltså med minst faktor 2.

Exempel på tillåten kärndiameter för M6-6H

Gängskärning med tapp Pressgängning

Kärn

diam

eter

i m

m

5,25 5,2175,2

5,1535,15

5,1

5,05

5

4,95 4,917 4,9174,9

4,85

4,8

4,75 Minimal kärndiameter

6H

Maximal kärndiameter

6H

Minimal kärndiameter

6H

Maximal kärndiameter

7H

och pressgängtappens livslängd, och till en del påverkas även gängans utform-ning. Förhållandet illustreras i bilden.

Exempel: M16 x 1,5 – 6H, 42CrMo4; Rm = 1100 N/mm2

mala gängkärndiametern i toleransklass 6H, men den maximala gängkärndiame-tern följer toleransklass 7H. Förhållandet illustreras i diagrammet nedan.

Verktygslivslängd

Vridmoment

Praktiskt tips:Framförallt vid masstillverkning är det värt att optimera kärnhålsdiametern. Då gäller:Borrdiametern ska väljas så stor som möjligt och så liten som nödvändigt. Ju större borrdiameter desto:

− längre verktygslivslängd − enklare och säkrare formprocess − lägre nödvändigt vridmoment

Det är viktigt att gängans toleranser efterlevs!

Kärnhålsdiametrar finns i tabellen på sidan 116.

98 99

Som regel är pressgängning ytterst pro-cessäker. pressgängningens fördelar visar sig framförallt vid djupa bottenhål i mjuka eller sega material där gängskärning med tapp kompliceras av problem med spån-transporten. Därför kan pressgängning betraktas som en riktig problemlösare. Det är ett tekniskt sammanträffande att just de material som oftast orsakar problem med spånkontrollen – som t.ex. St52, 16MnCr5, C15 – är så lämpliga för pressgängning.

Pressgängning är även fördelaktigt om man eftersträvar en mycket god ytkva-litet. Ojämnheterna i formade gängor är som regel betydligt mindre än i skurna gängor.

Trots fördelarna med spånfri tillverkning av gängor måste man beakta vissa punk-ter vid pressgängning för att säkerställa en säker process:

− kärnhålsdiametern har mindre toleran-ser jämfört med gängskärning med tapp (t.ex. vid M6 ± 0,05 mm) − inga spånor från borrningen får finnas kvar i kärnhålet; detta kan säkerställas med spiralborr med invändig kylning eller genom pressgängtapp med axiellt kylmedelshål; i sista fallet ska press-gängtappen positioneras över kärnhålet en kort tid före formningen − det nödvändiga vridmomentet är högre vid pressgängning än vid gängskärning med tapp; därför måste chuckens inställningsvärde ökas vid behov

− vid formning måste man ägna större uppmärksamhet åt smörjmedlet och tillförseln; en kort torrkörning har större inverkan än vid gängskärning. Detta hänger samman med att formkanterna utsätts för större ytbelastning, och att smörjspåren vid formning har mindre tvärsnitt än spånkanalerna i skärande gängtappar. Tack vare de mindre smörjspåren får pressgängtappar en högre stabilitet, som också är nödvän-digt på grund av det större vridmomen-tet. Större smörjspår skulle leda till brutna formkanter på grund av de stora krafterna. Detaljer om korrekt kylning och smörjning finns på sidan 60. − för varje beläggning minskar friktions-koefficienten med ökande temperatur; därför kan högre formhastigheter leda till längre verktygslivslängd − kända fordonstillverkare kräver ofta att gängan håller en bestämd bärighet; detta kan inte alltid säkerställas på ett processäkert sätt med standardverktyg

Modifikationer Problem och lösningar

Teknisk information – pressgängning Teknisk information – pressgängning

Illustration Effekt Bieffekt

Ingångsfas form D Ökad livslängd Obetydligt ökad

cykeltid

Ingångsfas form E

Gänga nära botten av det borrade hålet och obetydligt kortare cykeltid

Sjunkande verktygslivslängd

Radiellt kylmedels-

utlopp

Förbättrade kyl- och smörjförhållanden (för djupa gängor och krävande ma-terial)

Höga verktygskostnader

Smörjspår i skaftet

Bättre kyl- och smörjförhållanden (inte lika effektivt som radiellt kyl-medelsutlopp)

–

Längre totallängd

Bearbetning i svåråtkomliga ställen är möjlig

–

Beläggningar och

ytbehandlingar

Anpassa belägg-ningen till det konkreta fallet

Eventuellt högre verktygskostnader

Anmärkning: Walter Prototyp kan uppfylla kraven från fordonstillverkare med specialprofiler på ett säkert sätt.

100 101

I motsats till gängskärning med tapp och pressgängning skapas stigningen av CNC-styrningen.

Problem och lösningar Grundläggande metod

Teknisk information – pressgängning Teknisk information – gängfräsning

Gränsfall för pressgängning:Det är svårt att ange klara gränser för formning eftersom det alltid finns undantag där man med framgång kan överskrida gränserna – eller inte ens uppnår gränserna.

− Draghållfasthet Beroende på material och smörjförhål-landen ligger gränsen vid ca 1200 N/mm². Det finns dock kända fall där man framgångsrikt format rostfritt stål med HSS-E-pressgängtappar och svårspånat Inconel 718 med pressgängtappar av solid HM. Båda materialen hade draghållfast-het på ca 1450 N/mm².

− Brottöjning Generellt anges minimivärdet för brottöj-ning som 7%. Det finns dock kända fall där t.ex. GGG-70 formats med 2% brottöjning. I detta fall fanns dock uppenbara minimala repor i flankerna som användaren accepterade. I sådana fall ska man inte förvänta sig en högre draghållfasthet genom formning.

− Stigning och gängprofil Vid stigningar högre än 3 till 4 mm måste gränserna för de ovan nämnda draghållfastheterna korrigeras nedåt. Gängtyper med branta flanker (t.ex. 30° vid trapetsgänga) ska testas i det enskilda fallet.

− Si-halt AlSi-gjutlegeringar kan formas om kiselhalten inte överstiger 10%. Även här finns det kända fall där Si-halten låg på 12 – 13%. Men då får man räkna med att gängan får sämre ytkvalitet och urslagshållfasthet.

− Formveck De oundvikliga formvecken i gängans kam kan ställa till problem vid automa-tisk inskruvning av skruvar. De första gängpasseringarna kan ibland fastna i formvecken. Även vid komponenter för livsmedelsin-dustrin och medicinteknik undviks formade gängor eftersom föroreningar i formvecken inte kan avlägsnas genom tvättning.

− högre verktygskostnader jämfört med gängskärning med tapp − vid gängor med mindre stigning och större storlekar är gängfräsning oftast snabbare än gängskärning med tapp och pressgängning

Grundläggande aspekter på gängfräsning:

− verktygsmaskin med 3D-CNC-styrning krävs (är standard idag) − konventionell gängfräsning är möjlig till ca 2,5 x DN djup, orbitalgängfräsning till ca 3 x DN djup

Gängskärning med tapp: Gängstigningen P skapas av gängtappen/pressgängtappen.

Gängfräsning: Gängstigningen P skapas av CNC-styrningen (cirkulärt program).

P = P stigning T = delning = P stigning

Skruv Mutter

− Flygindustrin Inom flygindustrin är pressgängning inte tillåten. Strukturförändringar som uppstår vid pressgängning eller svets-ning är inte tillåtna här.

Anmärkning: Walter Prototyp kan tillverka spe-cialverktyg där formvecken under vissa förutsättningar kan täppas till. Det finns kända fall där kunden medgivit pressgängning tvärtemot den ursprungliga inställningen.

Gängprofil med standardpress-gängtapp

Gängprofil med specialpressgäng-tapp

Teoretiskt kan en fräs för invändiga gängor även användas för att framställa utvändiga gängor. En gänga som fram-ställts på sådant sätt motsvarar dock inte normen eftersom utvändiga gängor är avrundade för att minimera skärverkan i kärnan och den utvändiga diametern är för liten.

Eftersom gängtolken kontrollerar gängan vid flankdiametern uppfylls dock tole-ranserna.

102 103


Teknisk information – gängfräsning

Man skiljer mellan två huvudsakliga fräsprocesser:

Motfräsning (vid högergänga uppifrån och nedåt)Motfräsning används företrädesvis vid bearbetning av härdade material eller som åtgärd mot koniska gängor.

Medfräsning(vid högergänga nedifrån och uppåt)Medfräsning förlänger verktygslivsländen och förebygger vibrationsmärken, gynnar dock konisk formning av gängor.

Gängstorlek

Gängskärning med tapp

Med ökande gängstorlek stiger det nöd-vändiga vridmomentet endast måttligt vid gängfräsning i motsats till gängskärning

MatningskorrekturEftersom gängfräsning utförs i en om-loppsbana och skären därmed tillryggaläg-ger en längre sträcka än verktygscentrum, måste man skilja mellan konturmatning och verktygscentrummatning. Eftersom verktygsmatningen alltid baseras på verk-tygscentrum måste matningen reduceras.

med tapp och pressgängning. Därför kan även stora gängor tillverkas med maskiner med låg driveffekt.

Gängfräsning är en ytterst processäker tillverkningsmetod. Eftersom det gene-rellt bildas korta spån är spåntranspor-ten inget problem. För gängfräsning

Walter GPS genomför denna reducering automatiskt när CNC-programmet skapas. Många CNC-styrningar reducerar också matningen av samma anledning. Redu-ceringen av matningen i omloppsbanan måste då inaktiveras med motkommando i CNC-programmet. Om maskinen korrigerar matningen automatiskt kan den faktiska cykeltiden bestämmas genom jämförelse med cykeltiden som beräknats av GPS.

krävs det dessutom inga särskilda chuckar – nästan alla fräschuckar kan användas för gängfräsning.

Anmärkning: Walter GPS fastställer automatiskt den rätta processen för varje bearbetning och beaktar både verktygsspecifika som bearbet-ningsspecifika detaljer.

Konturmatning (vf)

Centrumväg (vm)

d = fräs-ø

D =

nomine

ll-ø

GängfräsningVrid

mom

ent

Anmärkning: Vid bultgängfräsning är förhållandena de motsatta.

Praktiskt tips: För att fastställa om verktygsmaskinen korrigerar matningen automatiskt kan programmet testas med ingångsmat-ning utan ingrepp. Jämförelsen mellan den faktiska cykeltiden och cykeltiden från Walter GPS visar om matningen måste anpassas i CNC-programmet.

104 105



För att reducera de radiella krafterna som verkar på verktyget kan man genomföra uppdelningar:

På grund av skärkrafterna är det normalt att en gängfräs skär in mindre vid skaftet än vid den främre skäreggen. Detta leder till koniska gängor. På en konventionell gängfräs måste man vid stålbearbetning

För att motverka denna fysikaliska lag är gängfräsens geometri redan lätt konisk. Vid svåra bearbetningsförhållanden kan man dock vara tvungen att vidta en av följande åtgärder:

− (flera) radiella uppdelningar − genomföra alla radiella passeringar med motfräsning − göra ett "noll"-skär utan extra matning i slutet av bearbetningen

Axiell uppdelning

Radiell uppdelning

1:a passeringen 2:a passeringen

1:a passeringen motfräsning

Fördelar: − större gängdjup kan framställas − minskad risk för verktygsbrott − gängfräsning möjlig även vid relativt instabil uppspänning − motverkar koniska gängor

Nackdelar: − ökat verktygsslitage − längre produktionstid

Teoretisk kontur

Faktisk kontur

Anmärkning: Vid den axiella uppdelningen måste man beakta att gängfräsen alltid förskjuts med en stigning.

Anmärkning: Alternativt kan även kan även orbital-gängfräs (TMO) användas. Den skapar cylindriska gängor ända ner till botten av det borrade hålet.

De ovan nämnda åtgärderna ökar visser-ligen cykeltiden men kan i många fall inte undvikas om gängans toleranser inte kan säkerställas på annat sätt.Koniciteten är framförallt ett problem vid gängor med små toleranser och superlegeringar och titanlegeringar (som t.ex. Inconel).

1:a passeringen 2:a passeringen

2:a passeringen medfräsning

3/4

4/4

därför räkna med en konisk formning på ca 1/1000 mm per mm gängdjup. Detta beror på de radiella krafterna som verkar på gängfräsen.

106 107

Profildistorsion CNC-programmering

Teknisk information – gängfräsning Teknisk information – gängfräsning

På grund av den diagonala fräsningen i stigningsvinkeln överförs verktygets gängprofil till komponenten med distor-

CNC-programmering med Walter GPSVi rekommenderar att CNC-program-meringen utförs med Walter GPS. Detta motiveras av att GPS i motsats till förin-ställda maskincykler räknar in verktygets stabilitet och reducerar skärdata eller skapar en radiell uppdelning vid eventuell överbelastning av verktyget.

sion. Den så kallade profildistorsionen illustreras nedan.

Walter GPS gör det möjligt även för en oerfaren användare att skapa ett gäng-fräsprogram för 7 olika styrsystem på ett säkert och enkelt sätt. I motsats till fö-regångaren CCS är hanteringen betydligt enklare. Dessutom föreslås automatiskt den mest kostnadseffektiva strategin för att tillverka en gänga.

Varje programrad har kommentarer så att maskinens rörelser alltid går att förstå (finns på olika språk). Nedan är ett exem-pel på ett CNC-program för fräsning av en invändig gänga med en styrning enligt DIN 66025.

Med små gängfräsar kan man teoretiskt framställa hur stora gängor som helst. Dock sjunker verktygslivslängden med

stigande gängstorlek. Även verktygets stabilitet och skärdelens längd är be-gränsande faktorer.

För att åstadkomma en gänga enligt toleranserna måste man beakta följande regler:

Metrisk gänga:fräsens diameter ≤ 2/3 x gängans nominella diameter

Metrisk fingänga:fräsens diameter ≤ 3/4 x gängans nominella diameter

Exempel på profildistorsion med gänga M18 x 1,5

Diameter gängfräs i mm

Flankförskjutning genom profildistorsion i mm

16 0,0386

14 0,0167

Ingen stigning – ingen profildistorsion Stigning P = 12 – profildistorsion

Anmärkning: Ju mer fräsens diameter närmar sig gängans nominella diameter och ju högre gängstigning, desto mer utpräglad blir profildistorsionen.

Anmärkning: Specialgängor och gängor med liten flankvinkel måste först testas om de går att genomföra rent tekniskt.

Anmärkning: Det är fördelaktigt att genomföra en radiell uppdelning med konstant tandmatning istället för att välja en passering och minska tandmat-ningen. Vid för liten tandmatning slits nämligen skären oproportionerligt.

108 109

CNC-programmering Modifikationer

Teknisk information – gängfräsning Teknisk information – gängfräsning

Programmeringsradie ”Rprg.” Programmeringsradien – förkortat Rprg. – är en viktig faktor för riggningen. Rprg. beräknas utifrån gängfräsens flankdiame-ter och möjliggör omedelbar tillverkning av gängor enligt toleranserna. Uträkningen av korrekturvärdet behövs inte längre. Rprg. står på verktygsskaftet och kan anges i CNC-styrningens verktygstabell då CNC-programmet laddas i maskinen vid riggningen.

Rprg. är definierat så att gängtoleransens minimimått uppnås matematiskt vid an-vändning i CNC-program. Om man skapar CNC-programmet med GPS visas ett kor-rekturmått som man kan uppnå tolerans-centrum för den valda gängtoleransen med. Korrekturmåttet måste subtraheras från Rprg. Därefter anger man den kor-rigerade Rprg. i CNC-styrningen.

Under användningen slits skäreggarna och verktyget avviker allt mer och gängan blir för liten. Via reduceringen av Rprg. kan detta slitage kompenseras – gängan kommer att produceras enligt toleran-serna. Korrektursteg med höjden 0,01 mm rekommenderas. Jämfört med stora verk-tyg är korrektur av Rprg. vid små verktyg inte möjligt lika ofta eftersom de radiella krafterna ökar och risken för verktygs-brott ökar. Om verktygen ska efterslipas rekommenderas därför att de byts ut efter 80% av max. verktygslivslängd.

Illustration Modifikation Effekt

Försänkning- och plansteg Försänkning och plansteg i ett verktyg

Kylspår i skaftetRiktad kylning utan försvag-ning av verktygstvärsnittet i skärområdet

Radiellt kylmedelshål Riktad kylning vid genomgångsgängor

Borttagna gängpasseringarReducerade skärkrafter men längre bearbetningstid efter-som två bearbetningar krävs

GradningsskärBorttagning av ofullständig gängpassering i gängans in-lopp utan extra arbetsmoment

Första gängprofilen förlängd i fronten Fasning av kärnhål

Inslipning av halsMöjliggör axiell uppdelning av passeringar – lämpligt för djupa gängor

110



Kylning och smörjning:Problem med kylning och smörjning samt åtgärder för felavhjälpning beskrivs på sidan 59.

Hårdbearbetning: − använd endast verktyg som är avsedda för hårdbe-arbetning (TMO HRC och gängfräs Hart 10) − bearbeta helst med motfräsning (se rekommendation Walter GPS) − välj största tillåtna förborrningsdiameter − vid problem med gängors cylinderform, kör ett "noll"-skär eller använd verktyg ur familjen TMO HRC − använd ingen kylmedel (emulsion) utan avlägsna de hårda spånorna ur hålet med tryckluft eller MQL

Problem

Vibr

atio

nsm

ärke

n

Låg

ve

rkty

gsliv

slän

gd

Bro

tt i

skär

egga

r

Kon

isk

gäng

a

Verk

tygs

brot

t

Tole

rans

uppf

ylla

nde

Skär

data

/str

ateg

i/in

stäl

lnin

gar

fz i [mm/tand]

vc i [m/min]

Programmering

Medfräsning

Motfräsning

Antal passeringar

Programmeringsradie [Rprg.]

Kylning

Arbe

tsst

ycke

Fastspänning

Förborrningsdiameter

Spåntransport

Verk

tyg

Stabilitet/geometri

Utstickslängd

Spiralvinkel

Beläggning

Koncentricitet

Teckenförklaring:

kontrollera reducera förbättra/öka använd helst

111

Anmärkning: Verktygen i TMO-familjen är mycket bra alternativ för att skapa cylindriska gängor.

TMO – specialister för komplexa uppgifter:Verktygen i TMO-familjen kan ofta användas som problemlösare. Exempelvis när man måste tillverka djupa gängor, bearbeta härdade material eller när konventionella gängfräsar skapar koniska gängor. Mer information på sidan 36 och 102 – 105.

Konisk gänga:Förklaringar och lösningar till problemet finns på sidorna 102 – 105.

112

Formler

Teknisk information – bilaga

Varvtal

n [min-1] n =vc x 1000

[min-1]d1 x ∏

Skärhastighet

vc [m/min] vc =d1 x ∏ x n

[m/min]1000

Matningshastighet

vf [mm/min] vf = p x n [mm/min]

114

Kärndiameter för gängskärning med tapp och gängfräsning


M Metrisk ISO-grovgänga

Kort beteckning enligt DIN 13

Kärndiameter invändig gänga (mm)

Borr-Ø (mm)

6H min 6H max

M 2 1,567 1,679 1,60

M 2,5 2,013 2,138 2,05

M 3 2,459 2,599 2,50

M 4 3,242 3,422 3,30

M 5 4,134 4,334 4,20

M 6 4,917 5,153 5,00

M 8 6,647 6,912 6,80

M 10 8,376 8,676 8,50

M 12 10,106 10,441 10,20

M 14 11,835 12,210 12,00

M 16 13,835 14,210 14,00

M 18 15,294 15,744 15,50

M 20 17,294 17,744 17,50

M 24 20,752 21,252 21,00

M 27 23,752 24,252 24,00

M 30 26,211 26,771 26,50

M 36 31,670 32,270 32,00

M 42 37,129 37,799 37,50

MF Metrisk ISO-fingänga



Borr-Ø (mm)

6H min 6H max

M 6 x 0,75 5,188 5,378 5,25

M 8 x 1 6,917 7,153 7,00

M 10 x 1 8,917 9,153 9,00

M 10 x 1,25 8,647 8,912 8,75

M 12 x 1 10,917 11,153 11,00

M 12 x 1,25 10,647 10,912 10,75

M 12 x 1,5 10,376 10,676 10,50

M 14 x 1,5 12,376 12,676 12,50

M 16 x 1.5 14,376 14,676 14,50

M 18 x 1.5 16,376 16,676 16,50

M 20 x 1.5 18,376 18,676 18,50

M 22 x 1,5 20,376 20,676 20,50

UNC Unified Coarse-gänga

Kort beteckning enligt ASME B 1.1


Borr-Ø (mm)

2B min 2B max

Nr 2-56 1,694 1,872 1,85

Nr 4-40 2,156 2,385 2,35

Nr 6-32 2,642 2,896 2,85

Nr 8-32 3,302 3,531 3,50

Nr 10-24 3,683 3,962 3,901/4 -20 4,976 5,268 5,105/16 -18 6,411 6,734 6,603/8 -16 7,805 8,164 8,001/2 -13 10,584 11,013 10,805/8 -11 13,376 13,868 13,503/4 -10 16,299 16,833 16,50

UNF Unified Fine-gänga

Kort beteckning enligt ASME B 1.1


Borr-Ø (mm)

2B min 2B max

Nr 4-48 2,271 2,459 2,40

Nr 6-40 2,819 3,023 2,95

Nr 8-36 3,404 3,607 3,50

Nr 10-32 3,962 4,166 4,101/4 -28 5,367 5,580 5,505/16 -24 6,792 7,038 6,903/8 -24 8,379 8,626 8,501/2 -20 11,326 11,618 11,505/8 -18 14,348 14,671 14,50

G Rörgänga

Kort beteckning enligt DIN ISO 228


Borr-Ø (mm)

min max

G 1/8 8,566 8,848 8,80

G 1/4 11,445 11,890 11,80

G 3/8 14,950 15,395 15,25

G 1/2 18,632 19,173 19,00

G 5/8 20,588 21,129 21,00

G 3/4 24,118 24,659 24,50

G 1 30,292 30,932 30,75

115

116

Kärndiameter vid pressgängning Jämförelsetabell över hårdheter

Teknisk information – bilaga Teknisk information – bilaga

M Metrisk ISO-grovgänga, tolerans 6H


Kärndiameter invändig gänga enligt DIN 13-50 (mm)

Borr-Ø (mm)

6H min 7H max

M 1,6 1,221 - 1,45

M 2 1,567 1,707 1,82

M 2,5 2,013 2,173 2,30

M 3 2,459 2,639 2,80

M 3,5 2,850 3,050 3,25

M 4 3,242 3,466 3,70

M 5 4,134 4,384 4,65

M 6 4,917 5,217 5,55

M 8 6,647 6,982 7,40

M 10 8,376 8,751 9,30

M 12 10,106 10,106 11,20

M 14 11,835 12,310 13,10

M 16 13,835 14,310 15,10

MF Metrisk ISO-fingänga, tolerans 6H


Kärndiameter invändig gänga enligt DIN 13-50 (mm)

Borr-Ø (mm)

6H min 7H max

M 6 x 0,75 5,188 5,424 5,65

M 8 x 1 6,917 7,217 7,55

M 10 x 1 8,917 9,217 9,55

M 12 x 1 10,917 11,217 11,55

M 12 x 1,5 10,376 10,751 11,30

M 14 x 1,5 12,376 12,751 13,30

M 16 x 1.5 14,376 14,751 15,30

117

Draghållfasthet Rm i N/mm2

Brinell HB Rockwell HRC Vickers

HV PSI

150 50 50 22200 60 60 29250 80 80 37300 90 95 43350 100 110 50400 120 125 58450 130 140 66500 150 155 73550 165 170 79600 175 185 85650 190 200 92700 200 220 98750 215 235 105800 230 22 250 112850 250 25 265 120900 270 27 280 128950 280 29 295 135

1000 300 31 310 1431050 310 33 325 1501100 320 34 340 1581150 340 36 360 1641200 350 38 375 1701250 370 40 390 1771300 380 41 405 1851350 400 43 420 1921400 410 44 435 2001450 430 45 450 2071500 440 46 465 2141550 450 48 480 2211600 470 49 495 228

51 530 24753 560 26555 595 28357 63559 68061 72063 77064 80065 83066 87067 90068 94069 980

118

Vridmomentinställning av gängchuckar


119

Riktvärden för vridmomentinställning av gängchuckar

Gängtyp Mått [mm]

Stigning [mm]

Inställ-ningsvärde vridmoment gängskär-

ning [Nm]

Brott-moment skärande gängtapp

[Nm]

Inställ-ningsvärde vridmoment pressgäng-

ning [Nm]

M, MF 1 ≤ 0,25 0,03* 0,03 0,07*

M, MF 1,2 ≤ 0,25 0,07* 0,07 0,12

M, MF 1,4 ≤ 0,3 0,1* 0,1 0,16

M, MF 1,6 ≤ 0,35 0,15* 0,15 0,25

M, MF 1,8 ≤ 0,35 0,24* 0,24 0,3

M, MF 2 ≤ 0,4 0,3* 0,3 0,4

M, MF 2,5 ≤ 0,45 0,5 0,6 0,6

M, MF 3 ≤ 0,5 0,7 1 1

M, MF 3,5 ≤ 0,6 1,2 1,6 1,5

M, MF 4 ≤ 0,7 1,7 2,3 2,4

M, MF 5 ≤ 0,8 3 5 4

M, MF 6 ≤ 1,0 5,5 8,1 8

M, MF 8 ≤ 1,25 12 20 17

M, MF 10 ≤ 1,5 20 41 30

M, MF 12 ≤ 1,75 35 70 50

M, MF 14 ≤ 2,0 50 130 75

M, MF 16 ≤ 2,0 60 160 85

M, MF 18 ≤ 2,5 100 260 150

M, MF 20 ≤ 2,5 110 390 160

M, MF 22 ≤ 2,5 125 450 170

M, MF 24 ≤ 3,0 190 550 260

M, MF 27 ≤ 3,0 220 850 290

M, MF 30 ≤ 3,5 320 1100 430

M, MF 33 ≤ 3,5 350 1600 470

M, MF 36 ≤ 4,0 460 2300 650

M, MF 39 ≤ 4,0 500

M, MF 42 ≤ 4,5 700

M, MF 45 ≤ 4,5 750

M, MF 48 ≤ 5,0 900

M, MF 52 ≤ 5,0 1000

M, MF 56 ≤ 5,5 1300

Omräkning för andra material

Material Faktor

Mjukt stål 0,7

Stål 1200 N/mm2 1,2

Stål 1600 N/mm2 1,4

Rostfritt stål 1,3

Gråjärn/GGG 0,6

Aluminium/koppar 0,4

Ti-legeringar 1,1

Ni-legeringar 1,4

Tabellen är till för vridmomentinställning av gängchuckar, om de går att ställa in. Om vridmomentet ställs in för högt riskerar man verktygsbrott. Vid för låg inställning kan verktyget fastna under bearbetningen – men maskinen fortsätter att gå. Om tryckut-jämningen då är otillräcklig kommer verktyget att förstöras och maskinen kan skadas.

Vid värden märkta med * överstiger det nödvändiga vridmomentet verktygets brytmoment för tillverk-ning av en gänga med djup 1,5 x DN . Felavhjälpande åtgärd: Tillverka gängan i flera arbetsmoment.

Tabellen ovan baseras på följande uppgifter: Material 42CrMo4, draghållfasthet 1000 N/mm², gängdjup 1,5 x DN. Med hjälp av omräkningstabellen kan värdena överföras till andra material.

120

Anteckningar

_ GÄNGNING MED WALTER PROTOTYP

Precis, tillförlitlig, kostnadseffektiv

Produkthandbok

Gängning

Prin

ted

in G

erm

any

632

4031

(11/

2012

) SE

Walter Norden ABHalmstad, Sverige+46 (0) 35 16 53 00, [email protected]

Walter AG

Derendinger Straße 53 72072 Tübingen Germany www.walter-tools.com

Documents

Precis, tillförlitlig, kostnadseffektiv · _ GÄNGNING MED WALTER PROTOTYP Precis, tillförlitlig, kostnadseffektiv Produkthandbok Gängning Printed Halmstad, in Germany 632 4031