SE524123C2 - En gängtapp för att skära gängor i bottenhål och metoder för dess tillverkning - Google Patents

Description

20 25 30 524 123 2 Härigenom uppnås en förbättrad spåntransport från bottenhålet mot tappens första ände.

Metoden inkluderar företrädesvis utfonnande av ett gängavsnitt vid nämnda andra ände genom att utforma minst en gänga runt Omkretsen av nämnda kropp som sträcker sig från området för nämnda andra ände mot närrmda första ände, varvid nämnda gänga avbryts av närrmda spår, samt genom ytbeläggning av nämnda gänga medelst fysikalisk förångningsteknik.

Alternativt kan utformning av spåret och ånganlöpning föregås av slipning av spå- ret, gängformning och ytbeläggníng av nämnda gänga medelst fysikalisk förång- ningsteknik, dvs. spåret slipas efter beläggningen för att avlägsna densamma före ånganlöpning.

Lämpligen är stigningsvinkeln, dvs. spårets vinkling relativt axeln, mellan 46° och 55°. Speciellt är stigningsvinkeln mellan 48° och 50°. Härigenom uppnås ett ytterli- gare förbättrat spånavlägsnande tack vare ökat utrymme för spånoma, så att hål med ett djup 2'/2 gånger djupare än tappens diameter kan gängas. Stigningsvinklar mind- re än 48° kan förorsaka mindre utrymme för spåntransport, medan Stigningsvinklar större än 50° kan orsaka att den vertikala komponenten för spånhastigheten blir för låg. Den optimala stigningsvinkeln har visat sig vara 48°.

Med fördel är gängan avsmalnande mot den första änden. Helst bör vinkeln för nämnda avsmalnande gänga vara mellan 8° och ll°. Härigenom uppnås en förbätt- rad tappmatning under återgångsmoment, dvs. när tappen avlägsnas från hålet, och dessutom ett reducerat absorberat vridmoment.

Företrädesvis är släppningsvinkeln hos gängan mellan 8° och 16°.

Lämpligen är kroppen gjord av ett snabbstål. Framförallt har snabbstålet en hårdhet av 65-66 HRC. Härigenom uppnås en billig tapp. Alternativt kan ett pulverstålsma- terial användas. 10 15 20 25 30 524 123 F öreträdesvis beläggs gängan medelst fysikalisk förångningsteknik. Speciellt inne- håller ytbeläggningen endera av TiCN, TiN, TiAlN, TiAlCN eller CrN. Alternativt kan man använda en flerlagersbeläggning, såsom en kombination av TiAlN och WC/C (wolframkarbid/kol med låg hårdhet och låg friktionskoefficient). Härigenom uppnås en förlängd livslängd hos gängorna. Det bör noteras att spåren ej är belagda med sådant material, eftersom detta skulle orsaka bredare och oj ämnare spånor som skulle trassla in sig i spåren. Bästa utförandet av arbetsstycken gjorda av kolstål och konstruktionsstål erhålls med användning av TiAlN, medan för rostfiitt stål bästa resultatet uppnås medelst ovan nämnda flerlagersbeläggning med TiAlN och WC/C.

Lämpligen fördelas tre spår väsentligen j änmt runt kroppens omkrets. Härigenom erhålls optimalt spånavlägsnande för en diameterområde av tappen på 3-16 mm. För diameterområden på 16-20 mm uppnås det bästa resultatet med fyra spår huvudsak- ligen jämnt fördelade nmt kroppens omkrets.

RITNINGSSAMMANDRAG I det följ ande kommer uppfinningen att beskrivas mer i detalj med hänvisning till de bifogade ritningama, på vilka Fig. l är en perspektivvy av en gängtapp med tre spår, Fig. 2 är en sidovy av gängtappen visad i fig. l, Fig. 3 är ett tvärsnitt längs linjen III-III i fig. 2, Fig. 4 är en perspektivvy av en gängtapp med fyra spår, och Fig. 5 är en sidovy av gängtappen visad i fig. 4.

DETALJERAD BESKRIVNING Fig. 1 visar en första utföringsfonn av en tapp som har en långsträckt kropp 2 med ett anslutningsavsnitt 4 vid en första ände 6, och ett gängavsnitt 8 vid en andra ände 10. Vid gängavsnittet 8 avgränsas tre skmvformade spår 12 av flanker 14. Flankema 10 15 20 25 30 524 123 4 14 är vid periferin avgränsade av gängavsnittet 8 vid den andra änden 10, dock av ett icke- gängat, väsentligen platt avsnitt 15 närmare den första änden 6. Gångav- snittet 8 är försett med en skmvgänga 16 runt kroppens omkrets och avbryts av spå- ren 12.

I fig. 2 visas en central axel A-A. En stigningsvinkel ß visas som vinkeln mellan ett spårs utsträckning och axeln A-A. Dessutom visas hur gängavsnittet 8 har ett första avfasat avsnitt med en stigande vinkel e från änden 10 mot ett centralt avsnitt.

Det centrala avsnittet har en väsentligen konstant diameter ett fórutbestämt avstånd parallellt med den centrala axeln. Gängavsnittet slutar med ett andra avfasat avsnitt som har en bakåt avsmalnande vinkel y riktad mot ett icke- gängat avsnitt 15 av flan- kerna 14.

I fig. 3 visas spåren 12, flankema 14 och gängan 16.

En egg 22 är anordnad där en av flankema och gängan 16 möts. Eggen 22 har en släppningsvinkel a.

Fig. 4-5 visar en tapp enligt en andra utföringsform med fyra spår 12 avgränsade av fyra flanker.

Enligt båda utföringsformerna beskrivna ovan är det önskvärt att erhålla en förlängd livslängd hos gängan. Detta uppnås genom beläggning av gängan medelst fysikalisk förångningsteknik (PVD), såsom TiCN, TiN, TiAlN, TiAlCN eller CrN, eller en flerskiktsbeläggning såsom en kombination av TiAlN och WC/C (wolfrarnkar- bid/kol med låg hårdhet och låg fiiktionskoefficient).

Det har dock visat sig att det är otördelaktigt att applicera en sådan beläggning i spåren, dvs. på flankema, eftersom de bildade spånoma är breda och ojämna. 10 15 20 25 524 123 5 Genom användning av icke-behandlade eller ånganlöpta spår erhålls smalare och jämnare spånor jämfört med vad som är fallet vid användning av helt belagda tapp- ar. Genom ånganlöpning av spåren förbättras slitstyrkan hos dem.

Under tillverkningen av tappen slipas spåren i ett ämne och hela delen ånganlöps med ammoniak (Nz) och koldioxid (C02) eller med vattenånga (H20) vid 500°C till 540°C. Ånganlöpning orsakar ett blått oxidationsskikt. Sedan slipas gängan och där- efter slipas de avfasade avsnitten. Således kommer den svarta eller blå ytan orsakad av ånganlöpning att finnas kvar endast i spåren, dvs. på flankema. Därefter beläggs tappen med PVD vilket kommer att fastna på de slipade ytorna, dvs. på gängan, men inte på de ånganlöpta flankerna.

Ett alternativt sätt att tillverka tappen är att först slipa spåren, sedan gängorna och därefter de avfasade avsnitten, varefter PVD-beläggningen utförs. Därefter slipas spåren återigen och ånganlöps. Det bör noteras att ånganlöpning ej påverkar PVD- beläggningen.

Spåret som visas i ñg. l-3 har en optimal spåntransport över ett diameterområde hos tappen på 3-16 mm, medan for diameterområden på 16-20 mm ernås det bästa re- sultatet med tappen som visas i fig. 4-5.

I utföringsfonnerna ovan har tappama visats som högergängade. Släppningsvinkeln ot gäller givetvis på motsvarande sätt för vänstergängade tappar.

Dessutom har endast en av spåren 12 avbruten gänga 16 visats i utiöringsforrnerna ovan men naturligtvis kan två eller fler parallella gängor anordnas, t.ex. tappar med flera ingångar.

Naturligtvis kan fler än fyra spår anordnas.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 524 123 PATENTKRAV . Gängtapp för att skära gängor i bottenhål, innefattande en långsträckt kropp (2) med en central axel (A-A) och med ett anslutningsavsnitt (4) vid en första ände (6) samt ett gängningsavsnitt (8) vid en andra ände (10), varvid nämnda gäng- ningsavsnitt är försett med åtminstone en skruvgänga (16) nmt kroppens omkrets och med till varandra anslutna flankavsnitt (14), som definierar åtminstone ett skruvforrnat spår (12) från området för nämnda andra ände (10) mot nämnda för- sta ände (6) och avbryter nämnda skruvgänga (16), kännetecknad av att flank- avsnitten (14) är ånganlöpta. . Gängtapp enligt krav 1, varvid spårets (12) stigningsvinkel (ß) relativt nämnda axel (A-A) är mellan 46° och 55°. . Gängtapp enligt krav 1 eller 2, varvid stigningsvinkeln (ß) är mellan 48° och 50°. . Gängtapp enligt något av kraven 1-3, van/id stigningsvinkeln (ß) är 48°. . Gängtapp enligt något av föregående krav, varvid gängan (16) smalnar av mot nämnda första ände (6). . Gängtapp enligt krav 5, varvid vinkeln (y) hos nämnda avsmalnande gänga är mellan 8° och ll°. . Gängtapp enligt något av föregående krav, varvid gängans (16) släppningsvin- keln (ot) är mellan 8° och l6°. . Gängtapp enligt något av föregående krav, varvid kroppen är gjord av snabbstål. . Gängtapp enligt krav 8, varvid nårrmda snabbstål har en hårdhet av 65-66 HRC. 10 15 20 25 30 5 2 4 1 2 3 7 10. Gängtapp enligt något av föregående krav, varvid nämnda gänga är belagd me- delst fysikalisk förångningstekrrik. l 1. Gängtapp enligt krav 10, varvid nämnda beläggning innefattar endera av TiCN, TiN, TiAlN, TiAlCN eller CrN. 12. Gängtapp enligt något av föregående krav, varvid tre spår (12) är fördelade vä- sentligen järnnt runt kroppens omkrets. 13. Gängtapp enligt något av kraven 1-1 l, varvid fyra spår (12) är fördelade väsent- ligen jämnt runt kroppens omkrets. 14. Metod för tillverkning av en gängtapp lämplig för att skära gängor i bottenhål, inkluderande följande steg: - val av ett ämne innefattande en långsträckt kropp (2) med en första ände (6) och en andra ände (10) samt en central axel (A-A), - utformning av åtminstone ett första slauvforrnat spår (12) som sträcker sig fiån området för nämnda andra ände mot nämnda första ände, varvid närrmda spår (12) avgränsas av sammankopplade flankavsnitt (14), och - ånganlöpning av nämnda flankavsnitt (14). 15. Metod enligt krav 14, inkluderande utformning av ett gängavsnitt (8) vid nämn- da andra ände (10) genom att utforma åtminstone en gänga (16) runt nämnda kropps omkrets som sträcker sig från området för nämnda andra ände mot närrmda första ände (6), varvid nämnda gänga avbryts av närrmda spår (12), samt genom ytbeläggning av nämnda gänga (16) medelst fysikalisk förångningstek- nik. 16. Metod enligt krav 15, inkluderande val av ett material fór utformning av nämnda fysikaliska förångningsteknik från endera av TiCN, TiN,TiAlN, TiAlCN eller CrN. 10 15 20 25 30 L. 524 125 8 17. Metod enligt något av kraven 15-16, inkluderande utformning av åtminstone tre spår (12) väsentligen jämnt runt nämnda kropps omkrets. 18. Metod enligt något av kraven 14-17, inkluderande utformning av spåret så att dess vinkel relativt nämnda axel (A-A) är mellan 46° och 55°. 19. Metod enligt något av kraven 14-18, inkluderande utformning av spåret så att dess vinkel relativt ett mot närrmda axel vinkelrätt plan är mellan 48° och 50°. 20. Metod enligt något av kraven 14-19, inkluderande utformning av spåret så att dess vinkel relativt närrmda axel är 48°. 21. Metod enligt något av kraven 14-20, inkluderande utformning av gängan så att den smalnar av mot den första änden. 22. Metod enligt krav 2l, inkluderande utformning av gängan så att vinkeln (y) hos den avsmalnande gängan är mellan 8° och ll°. 23. Metod enligt något av kraven 14-22, inkluderande utformning av en släppnings- vinkel (ot) hos gängan inom området 8° och 16°. 24. Metod enligt något av kraven 14-22, inkluderande utformning av ett anslut- ningsavsnitt vid kroppens nämnda första ände. 25. Metod enligt något av kraven 14-24, inkluderande val av nämnda ärrme från ett snabbstål med en hårdhet av 65-66 HRC. 26. Metod enligt något av kraven 14-25, varvid ånganlöpning utförs vid en tempe- ratur av mellan 500°C och 540°C. 27. Metod enligt något av kraven 14-26, varvid ånganlöpning utförs med kväve (NZ) och koldioxid (C02). 524 123 28. Metod enligt något av kraven 14-26, varvid ånganlöpning utförs med kväve (N 2) och vattenånga (H20).