Tryk og dør - Tap and die

Haner og matricer er værktøjer, der anvendes til at skabe formål skruegevind , som kaldes gevind . Mange skærer værktøjer ; andre danner værktøjer. En hane bruges til at skære eller danne hundelen af parringsparret (f.eks. En møtrik ). En matrice bruges til at skære eller danne handelen af ​​parringsparret (f.eks. En bolt ). Processen med at skære eller danne tråde ved hjælp af en hane kaldes tapping , hvorimod processen ved hjælp af en matrice kaldes gevindføring .

Begge værktøjer kan bruges til at rydde op i en tråd, som kaldes jagt . Men ved hjælp af en almindelig hane eller dør til rengøring af tråde fjernes generelt noget materiale, hvilket resulterer i løsere, svagere tråde. På grund af dette rengør maskinister generelt tråde med specielle haner og dør - kaldet chasers - lavet til dette formål. Chasers er lavet af blødere materialer og klipper ikke nye tråde. De sidder dog stadig strammere end de faktiske fastgørelseselementer og rifles som almindelige haner og dør, så snavs kan slippe ud. Bilmekanikere bruger f.eks. Chasers på tændrørstråde til at fjerne korrosion og kulstofopbygning.

Historie

Mens moderne møtrikker og bolte rutinemæssigt er fremstillet af metal , var dette ikke tilfældet i tidligere tider, hvor træbearbejdningsværktøjer blev brugt til at lave meget store træbolte og møtrikker til brug i spil , vindmøller , vandmøller og melværker i middelalderen ; let at skære og udskifte trædele blev afbalanceret af behovet for at modstå store mængder drejningsmoment og modstå stadig større belastninger. Da belastningerne blev stadigt tungere, var større og stærkere bolte nødvendige for at modstå brud. Nogle møtrikker og bolte blev målt ved foden eller gården. Denne udvikling førte til sidst til en fuldstændig udskiftning af trædele med metaldele af samme mål. Når en trædel gik i stykker, rev den eller rev den normalt. Da splinterne var blevet slebet af, blev de resterende dele samlet igen, indkapslet i en provisorisk form af ler , og smeltet metal hældt i formen, så en identisk udskiftning kunne foretages på stedet.

Metalbearbejdningshaner og -støbere blev ofte fremstillet af deres brugere i det 18. og 19. århundrede (især hvis brugeren var dygtig til værktøjsfremstilling) ved hjælp af værktøjer som drejebænke og filer til formning og smedjen til hærdning og hærdning. Byggerier af f.eks. Lokomotiver, skydevåben eller tekstilmaskiner ville derfor sandsynligvis lave deres egne haner og dør. I løbet af 1800-tallet udviklede bearbejdningsindustrierne sig stærkt, og praksis med at købe haner og dør fra leverandører, der specialiserede sig i dem, fortrængte gradvist det meste af det interne arbejde. Joseph Clement var en sådan tidlig sælger af vandhaner og dør, begyndende i 1828. Med indførelsen af ​​mere avanceret fræsepraksis i 1860'erne og 1870'erne blev opgaver som at skære en hanes fløjter med en håndfil fortid. I begyndelsen af det 20. århundrede, tråd-slibning praksis gik igennem en betydelig udvikling, yderligere at fremme stade (og anvendt videnskab) for at skære gevind, herunder vandhaner og dør.

I løbet af det 19. og 20. århundrede udviklede trådstandardiseringen sig samtidigt med teknikkerne til gevinddannelse , herunder vandhaner og matricer.

Det største hane- og dørfirma, der fandtes i USA, var Greenfield Tap & Die (GTD) i Greenfield, Massachusetts . GTD var så afgørende for den allieredes krigsindsats fra 1940–1945, at der blev anbragt luftværnskanoner rundt om dens campus i forventning om mulig akse-luftangreb. GTD -mærket er nu en del af Widia Products Group .

Tryk på

Fra toppen: Bottoming, prop og koniske vandhaner (amerikansk brug), eller plug, second og conse (britisk brug).

Forskellige haner.

Et tryk og en "T" skruenøgle

Forskellige hankehåndtag (skruenøgler).

Et hane skærer eller danner en tråd på den indvendige overflade af et hul, hvilket skaber en hunoverflade, der fungerer som en møtrik . De tre tryk på billedet illustrerer de grundlæggende typer, der almindeligvis bruges af de fleste maskinister :

Bunder hane eller prop tap

Den hane, der er vist øverst i billedet, har en kontinuerlig skærkant med næsten ingen tilspidsning - mellem 1 og 1,5 tråde af koniske er typiske. Denne funktion gør det muligt for en bundhane at skære tråde til bunden af ​​et blindhul . En bundhane bruges normalt til at skære tråde i et hul, der allerede er delvist gevind med en af ​​de mere tilspidsede hanetyper; den koniske ende ("tapfasning") af en bundhane er for kort til med succes at starte i et hul uden gevind. I USA er de almindeligvis kendt som bundhaner, men i Australien og Storbritannien er de også kendt som stikhaner.

Mellemhane, andet tryk eller stikhane

Hanen illustreret i midten af ​​billedet har tilspidsede skærekanter, som hjælper med at justere og starte hanen i et uudnyttet hul. Antallet af tilspidsede gevind spænder typisk fra 3 til 5. Stikhaner er den mest brugte hanetype. I USA er de almindeligvis kendt som stikhaner, hvorimod de i Australien og Storbritannien almindeligvis er kendt som anden haner.

Taper tap

Den lille hane, der er illustreret i bunden af ​​billedet, ligner en mellemhane, men har en mere markant tilspidsning til skærekanterne. Denne funktion giver konisk hane en meget gradvis skærevirkning, der er mindre aggressiv end prophane. Antallet af koniske gevind spænder typisk fra 8 til 10. En konisk hane bruges oftest, når materialet er svært at bearbejde (f.eks. Legeret stål), eller hanen har en meget lille diameter og dermed er tilbøjelig til at gå i stykker.

Strømhaner

Ovenstående haner betegnes generelt som håndhaner, da de betjenes manuelt. Under drift skal machinist periodisk vende en hånd hanen til at bryde chippen (også kendt som spåner ) at formularer fra skæring. Dette forhindrer, at det afskårne materiale trænger sammen og bryder hanen.

Den mest almindelige type af kraftdrevet vandhaner er "spiral-punkt" -stikhanen, også kaldet en "pistol" -haner, hvis skærekanter er forskudt i forhold til hanens midterlinie.

Et spiralformet stikhane ("pistol" -hane).

Denne funktion får hanen til konstant at bryde chippen og skubbe den ud i hullet og forhindre trængsel. Spiralspidshaner bruges normalt i huller, der går hele vejen gennem materialet, så chipsene kan slippe ud. En anden version af spiralen punkt stik hanen er den spiral fløjte hanen, hvis fløjter ligner dem af en spiralbor . Spiralfløjtehaner bruges meget i højhastigheds, automatiske tappeopgaver på grund af deres evne til at fungere godt i blinde huller.

Dannende hane

En helt anden slags hane er en formhane. En formhane, også kendt som en fløjteløs hane eller rullehane, fortrænger simpelthen metallet kraftigt til en gevindform, når det drejes ind i hullet, i stedet for at skære metal fra hullets sider, som skærehaner gør. En formhane ligner meget en skærehane uden fløjter eller næsten næsten som en almindelig tråd. Der er lapper med jævne mellemrum rundt om hanen, der faktisk danner tråden, når hanen føres ind i et hul i en passende størrelse. Trådene bag loberne er let forsænket for at reducere kontaktfriktion. Da hanen ikke producerer chips, er det ikke nødvendigt med jævne mellemrum at bakke ud af hanen for at fjerne chips, som i en skærehane kan jamme og bryde hanen. Således er tråddannelse særligt velegnet til at banke blinde huller, der er hårdere at tappe med et skærehanen på grund af spånopbygningen i hullet. Danningshaner fungerer kun i formbare materialer som blødt stål eller aluminium. Formede tråde er typisk stærkere end afskårne tråde. Bemærk, at haneborstørrelsen adskiller sig fra den, der bruges til en skærehane, som vist i de fleste bordborborde, og at der kræves en nøjagtig hulstørrelse, fordi et let underdimensioneret hul kan bryde hanen. Korrekt smøring er afgørende på grund af de involverede friktionskræfter, derfor bruges en smøreolie i stedet for skæreolie.

Huller

Uanset om det er manuel eller automatisk, begynder behandlingen af ​​tapning med dannelse (normalt ved boring) og let forsinket et hul til en diameter, der er noget mindre end hanens største diameter. Den korrekte huldiameter er angivet på en bore- og tappestørrelsesdiagram , en standardreference i mange maskinforretninger . Den korrekte diameter til boret kaldes hanehovedstørrelsen . Uden et tapborediagram kan du beregne den korrekte tapborediameter med:

${\ displaystyle TD = MD-{\ frac {1} {N}}}$

hvor er hanehovedstørrelsen, er hanens største diameter (f.eks. ⅜ tommer for en ⅜ "-16 hane), og er gevindstigning (16 i tilfælde af en ⅜" -16 hane). For en tap "-16 hane ville ovenstående formel producere 5 ⁄ 16 som følge heraf, hvilket er den korrekte hanehoveddiameter for en ⅜" -16 hane. Ovenstående formel resulterer i sidste ende i en cirka 75 procent tråd. ${\ displaystyle TD}$${\ displaystyle MD}$${\ displaystyle N}$

Den korrekte boremaskindiameter for haner i metrisk størrelse beregnes med:

${\ displaystyle TD = MD-{\ text {pitch}}}$

hvor er hanens borestørrelse, er hanens største diameter (f.eks. 10 mm for en M10 × 1,5 hane), og stigningen er gevindets stigning (1,5 mm i tilfælde af en standard M10 hane) og så er korrekt borestørrelse er 8,5 mm. Dette fungerer til både fine og grove pladser og producerer også en cirka 75 procent tråd. ${\ displaystyle TD}$${\ displaystyle MD}$

Tryk på sekvens

Med bløde eller gennemsnitlige hårdhedsmaterialer, såsom plast , aluminium eller blødt stål , er almindelig praksis at bruge en mellemstik (stik) til at skære gevindene. Hvis trådene skal strække sig til bunden af ​​et blindhul, bruger maskinisten en mellemliggende (stik) hane til at skære tråde, indtil hanens punkt når bunden, og skifter derefter til en bundhane for at afslutte. Maskinmanden skal ofte skubbe chips ud for at undgå fastklemning eller brud på hanen. Med hårde materialer kan maskinisten starte med en konisk hane, hvis mindre alvorlige diameterovergang reducerer det moment, der kræves for at skære gevind. For at tråde til bunden af ​​et blindhul, følger maskinmesteren den tilspidsede hane med en mellemstik (stik) og derefter en bundhane for at afslutte.

Maskintappning

Tapping kan enten opnås ved en håndtapping ved hjælp af et sæt vandhaner (første tap, andet tap & sidste (finish) tap) eller ved hjælp af en maskine til at foretage tapning, såsom en drejebænk , radial boremaskine , bænk type boremaskine , søjletype boremaskine, lodrette fræsemaskiner, HMC'er, VMC'er. Maskintappning er hurtigere og generelt mere præcis, fordi menneskelige fejl elimineres. Den sidste aflytning opnås med et enkelt tryk.

Selvom maskinboring generelt er mere præcis, har tappningsoperationer traditionelt været meget vanskelige at udføre på grund af hyppig tapbrud og inkonsekvent kvalitet af tapning.

Almindelige årsager til brud på hanen er:

• Tap-relaterede problemer:
  • Slid på hanen kan ikke let kvantificeres (brug af slidte vandhaner)
  • Brug af hane med forkert trykgeometri til en bestemt applikation.
  • Brug af ikke-standardiserede eller ringere kvalitetshaner.
• Tilstopning med chips .
• Forkert indretning mellem hane og hul.
• Over- eller underfodring af hanen, hvilket forårsager brud på spændinger eller kompression.
• Brug af forkert og / eller utilstrækkelig skærevæske.
• Fravær af en momentbegrænsende funktion.
• Forkert eller nul float til brug med skruemaskiner (anbefalet feed. 1 langsommere for at etablere float for 40 tpi eller højere og .15 langsommere for 40 tpi eller finere)
• Forkert spindelhastighed.

For at overvinde disse problemer kræves særlige værktøjsholdere for at minimere chancerne for hanebrytning under tapning. Disse er normalt klassificeret som konventionelle værktøjsholdere og CNC værktøjsholdere.

Værktøjsholdere til tappeoperationer

Forskellige værktøjsholdere kan bruges til at tappe afhængigt af brugerens krav:

Hjælpemidler til hånd-tapning (enkle jigs og armaturer)

Det største problem med simpel håndtapning er at justere vandhanen nøjagtigt med hullet, så de er koaksiale-med andre ord at gå lige ind i stedet for på en vinkel. Operatøren skal få denne justering tæt på ideel for at producere gode tråde og ikke bryde hanen. Jo dybere tråddybden er, desto mere markant er effekten af ​​vinkelfejlen. Med en dybde på 1 eller 2 diametre betyder det lidt. Med dybder ud over 2 diametre bliver fejlen for udtalt til at ignorere. En anden kendsgerning om justering er, at det første trådklip eller to fastlægger den retning, som resten af ​​trådene vil følge. Du kan ikke korrigere vinklen efter den første tråd eller to.

For at hjælpe med denne justeringsopgave kan flere slags jigs og fixturer bruges til at tilvejebringe den korrekte geometri (dvs. nøjagtig koaksialitet med hullet) uden at skulle bruge frihåndsfærdigheder til at tilnærme det:

• Håndtapper: En enkel armatur, der er analog med en arborpresse i sin grundform. Dens spindel holdes således nøjagtigt vinkelret på arbejdet. Standardhaner holdes i spindlen, og operatøren drejer spindlen manuelt via et styr. Dette armatur fjerner behovet for, at operatøren omhyggeligt og dygtigt nærmer sig vinkelret, hvilket selv for en dygtig operatør let kan resultere i en 2-5 ° fejl.
• Tapguide eller "tap and reamer aligner/holder", en simpel konisk guide, der gled over en hane, når man bruger et almindeligt hanke. Som med en håndtapper er det grundlæggende princip simpelthen en jig eller armatur for at give den korrekte justering.

Hoveder til værktøjsspindler

• Tryk på vedhæftede filer: disse kan være normale (fås i en række vandhanestørrelser) eller hurtigt skiftes
• Hurtigskiftende bor- og tappepatroner (variationer tilgængelige til både CNC og værktøjer til manuel kontrol)
• Stive tappeværktøjer (til CNC)

Generelt kræves følgende funktioner for at trykke på holdere:

• Twin chucking: hanen holdes på punkter i både dens cirkulære og firkantede tværsnit. Gribning af det cirkulære snit sikrer koncentritet for maskinspindlen, og greb om firkanten giver et positivt rotationsdrev.
• Sikkerhedskobling: Den indbyggede sikkerhedsmekanisme fungerer, så snart den indstillede momentgrænse er nået for at redde hanen fra brud.
• Float radial parallel: små fejlindstillinger tager sig af denne float.
• Længdekompensation: indbygget længdekompensation tager sig af et lille skub eller træk til spindlen eller tilførselsforskellen.

Tapping casestudier med typiske eksempler på tappeoperationer i forskellige miljøer er vist på kilde machinetoolaid.com [1]

Tappestationer

• Tappestationer er arbejdsborde med et tappehoved fastgjort til enden af ​​en strømaftager- arm, der ligner en afbalanceret armlampe . Operatøren fører tappehovedet til hvert (allerede borede) hul og banker hurtigt på det.
• Bore- og tappecentre , hvis navn lyder som det på tappestationer, er faktisk lette, prisbillige bearbejdningscentre med 2, 2,5 eller 3 akser, der er designet til et liv med hovedsagelig boring og tapping med begrænset fræsebrug.

Dobbeltledede haner og indsatshaner har brug for forskellige hastigheder og feeds og andre starthulsdiametre end andre vandhaner.

Tryk på borestørrelser

Dø

Fem dørstørrelser og typer

En matrice skærer en udvendig gevind på cylindrisk materiale, såsom en stang, som skaber et hanstykke, der fungerer som en bolt . Dies udføres generelt i to stilarter: solid og justerbar. En justerbar matrice kan justeres enten ved hjælp af en integreret skrue eller ved hjælp af et sæt skruer, der er sat ind i matriceholderen (betegnet en "matricelager"). Integrerede justeringsskruer kan være indrettet til at fungere aksialt, hvor justeringsskruens bevægelse ind i et gevindhul i matricen tvinger spaltesektionen af ​​matricen op eller tangentielt, hvor en skrue, der er gevindskåret i den ene side af spalten, støder mod det modsatte siden af ​​spalten. Dies uden integrerede skruer justeres inde i matricen med radialt anbragte skruer. To skruer i akslen holder ind i fordybninger på hver side af spalten og har tendens til at klemme spalten lukket, mens en tredje skrue med en konisk spids skruer ind i spalten og tvinger den til at åbne. Ved at arbejde disse tre skruer mod hinanden justeres matricen.

Integrerede skruer ser ud til at være almindelige i USA, men er næsten ukendte i Storbritannien og Europa.

Matricerne vist på billedet til højre er justerbare:

• øverst til venstre: en ældre splittet matrice, med øverste justeringsskrue
• nederst til venstre: en dør i ét stykke med øverste justeringsskrue
• center: et stykke stykke med justeringsskrue i siden (næsten ikke synlig på hele billedet)
• højre: to dyser uden integrerede justeringsskruer

Massive matricer skærer en nominel gevindform og dybde, hvis nøjagtighed er afhængig af den præcision, matricen blev lavet med, og virkningerne af slid. Justerbare dyser kan komprimeres let eller udvides for at give en vis kompensation for slid eller for at opnå forskellige klasser af gevindpasning (klasse A, B og mere sjældent, C). Justerbare haner findes også, men er ikke almindelige. Disse har en spids, der er delt gennem rillerne og en aksial skrue, der tvinger skærekanterne lidt fra hinanden.

Det emne (emne), der skal gevindskæres, som normalt er lidt mindre i diameter end matricens hoveddiameter, får en let tilspidsning (affasning) i den ende, der skal gevindskæres. Denne affasning hjælper med at centrere matricen på emnet og reducerer den kraft, der kræves for at starte gevindskæringen. Når matricen er startet, fodrer den sig selv. Periodisk vending af matricen er ofte påkrævet for at bryde chippen og forhindre trængsel.

Die møtrik s, også kendt somat tråde matricer, er matricer lavet til oprydning beskadigede gevind, har ingen split for ændring af størrelse og er fremstillet af et sekskantet bar, så at enskruenøglekan anvendes til at vende dem. Processen med at reparere beskadigede tråde kaldes "jagt". Gentræderne kan ikke bruges til at skære nye tråde.

Smøremidler

Anvendelse af et egnet smøremiddel er afgørende ved de fleste gevind- og gevindoperationer. Anbefalede smøremidler til nogle almindelige materialer er som følger:

Kulstof (mildt) stål

Oliebaseret eller syntetisk skæreolie.

Legeret stål

Oliebaseret skæreolie blandet med en lille mængde (ca. 10 procent) petroleum eller mineralsk spiritus . Denne blanding er også velegnet til brug med rustfrit stål .

Støbejern

Intet smøremiddel. En luftblæsning med lav hastighed bør bruges til at rydde chips.

Aluminium

Kerosin eller mineralsk spiritus blandet med en lille mængde (15-25 procent) petroleumsbaseret skæreolie. I nogle tilfælde er produkter som WD-40 , CRC 5-56 og 3-in-One Oil acceptable substitutter.

Messing

Kerosin eller mineralsk spiritus.

Bronze

Kerosin eller mineralsk spiritus blandet med en lille mængde (10-15 procent) petroleumsbaseret skæreolie.

Referencer

Bibliografi

• Degarmo, E. Paul; Sort, J T .; Kohser, Ronald A. (2003). Materialer og processer i fremstilling (9. udgave). Wiley. ISBN 0-471-65653-4.
• Roe, Joseph Wickham (1916), engelske og amerikanske værktøjsbyggere , New Haven, Connecticut: Yale University Press, LCCN  16011753. Genoptrykt af McGraw-Hill, New York og London, 1926 ( LCCN  27-24075 ); og af Lindsay Publications, Inc., Bradley, Illinois, ( ISBN  978-0-917914-73-7 ).

eksterne links

• Foto af en håndtapper