Næste generation af holdere til synkrontappe er designet til at sætte turbo på gevindskæringen

Takayuki Nakajima  |  OSG Corporation Applications Engineer

Problemer der opstår i forbindelse med skæring af gevind, er hyppigere end hvis man sammenligner med andre roterende værktøjer, såsom bor og fræsere. Producenter kæmper ofte med gevind skæring, da der ikke findes så mange effektive løsninger på markedet. For eksempel, hvilke foranstaltninger skal man tage for at opnå følgende:

• Undgå brud på tappen
• Stabilisere og forlænge tappens levetid
• Forbedre gevindkvaliteten
• Stabilisere performance på tappe med kort indløb

Alle disse kriterier er svære at opfylde. Når et problem med en snittap opstår, vil de fleste operatører forsøge at problemløse ved at nedsætte skærehastigheden, hvilket i sidste ende vil forringe produktiviteten.

For at hjælpe de producenter, der benytter bearbejdningscentre med synkroniseret spindel, med at overkomme de sædvanlige udfordringer med gevindskæring, har OSG nyligt introduceret en ny generation af synkroniserede tap-holdere, SynchroMaster, som er konstrueret til at sætte turbo på tappens performance, ved at dæmpe de store kræfter der opstår i bearbejdningen.

Hvorfor er gevindskæring så udfordrende

En af grundene er, at tilspænding pr. omdrejning er fast. Skæring af et indvendigt gevind bliver udført af indløbet på snittappen. Resten af gevindet på den tappen følger blot gevindet som er skåret af indløbet. Som tappen roterer, øges spåndybden gradvist af hvert skær i tappens indløb, og dermed formes gevindets ”rynker”, der derefter guider positionen af tappen.

Figur 1 illustrerer gevindskæringsprocessen med en snittap med fire skær.

Gevindskæring med synkroniseret tilspænding, er en af de mest benyttede metoder i moderne bearbejdningscentre. Hvis maskinens spindel rotation og tilspænding er synkroniserede til at matche en specifik gevindstigning, når snittappen føres ind og ud af gevindhullet, så vil gevindet blive udformet korrekt. Opstår der en fejl i tilspændingen (forøget eller forsinket), så vil det resultere i en størrelses reduktion (stigning dislokation eller forstørrelse) som påvirker præcisionen af gevindet. Figur 2 illustrerer et scenarie hvor en fejl i tilspændingen, er opstået på grund af den forhøjede skærekraft, som så forårsager en reduktion af størrelsen på det indvendige gevind.

Figur 2. Reduktion i dimension grundet tilspændings fejl

Teoretisk set vil en solid tap-holder, uden nogen form for udveksling, passe til bearbejdningscentre med synkroniseret spindel. Dog vil der altid være en lille uoverensstemmelse, imellem synkroniseringen og den faktiske bevægelse (tilspænding) af den tap der benyttes. Som maskinerne ældes, kan uoverensstemmelser mellem omdrejninger og tilspænding forøges. Med en solid fast holder, hvor der ikke er tilladt bevægelse, vil enhver afvigelse forøge momentet på tappen, som så vil resultere i en markant reducering af værktøjets levetid, og gevindets kvalitet. Dette grundet de ekstra aksiale kræfter der bliver tilført.

Heldigvis kan fejl i tilspænding undgås, med den rette kombination af bearbejdningscenter og tap-holder, som her illustreret i figur 3.

Figur 3. Kombination af bearbejdningscenter og tap holder

Funktioner og fordele ved SynchroMaster

SynchroMaster tap-holderen er konstrueret til at tillade en mindre mængde af aksial bevægelse, for at kompensere for de aksiale uoverensstemmelser, der er uundgåelig solid gevindskæring. Den flydende mekanisme i holderen eliminerer de ekstra aksiale kræfter på tappen, og resulterer i en længere levetid for snittappen, en mere konsistent gevinddybde samt en forbedret gevindkvalitet. Som illustreret i figur 4, absorberer den unikt integrerede flydende mekanisme momentbelastningen i bevægelsesretningen, og reducerer momentet væsentligt ved revers rotation.

Figur 4. Sammenligning af momentpåvirkning ved bearbejdning

Skæredata

Figur 5 illustrerer levetiden for en snittap med kort indløb i en sammenligning hvor den er brugt i kombination med SynchroMaster tap-holderen og en solid tap-holder. Tappen der er brugt til testen, er en spiraltap M4 x 0,7 med 1P indløb. Jo kortere indløb på en snittap, jo større spåndybde pr. skær. Af denne årsag kan anvendelsen af en tap med kort indløb nemt blive ustabil. Ved skæring af gevind i S45C, med normal solid holder, kunne der i gennemsnit skæres 200 gevind. Ved anvendelse sammen med SynchroMaster holderen blev momentet væsentligt reduceret, og snittappens levetid blev næsten femdoblet.

Figurr 5. Sammenligning af levetid for spiraltap med kort indløb

Derudover, som der illustreres i figur 6, er SynchroMasteren ikke kun effektiv i brug sammen med skærende tappe, men også sammen med tappe til gevindformning (rulletappe). Da en rulletap ikke skærer gevindet, men derimod fremstiller gevindet en deformation af materialet, er belastningen på rulletappe endnu højere end på skærende tappe. Som der er fremhævet i figur 6, var SynchroMaster tap-holderen, sammenlignet med den solide tap-holder, i stand til at fordoble værktøjets levetid, selv med anvendelse af rulletappe.

Figur 6. Sammenligning af levetid for rulletap

Til de producenter som især kæmper med en ustabil levetid på værktøjet, dårlig gevind kvalitet, lav produktivitet og store variationer i gevinddybder, anbefaler vi at se på SynchroMaster tap-holderen, for at optimere gevindtappenes performance.