CNC draadsnijden, of numeriek gestuurd draadsnijden, is een bewerkingstechniek waarbij schroefdraad wordt gemaakt op metalen oppervlakken met behulp van gespecialiseerde CNC-machines. Het proces maakt gebruik van precisiegereedschap om nauwkeurige en herhaalbare schroefdraad te maken, wat cruciaal is in industriële productie.
CNC-draaibankschroefdraad
De CNC draaibank is een van de meest gebruikte soorten draadsnijmachines. Bij het draadsnijden op een CNC draaibank wordt het buitenoppervlak van een onderdeel bewerkt. De machine, die computergestuurd is, bewerkt het werkstuk met hoge precisie en maakt schroefdraad met een specifiek profiel en diameter.
Draadsnijden op een CNC freesmachine
De CNC freesmachine is een andere machine die gebruikt wordt bij het draadsnijden. In tegenstelling tot de draaibank wordt de CNC freesmachine gebruikt om gaten van schroefdraad te voorzien. Het mechanisme bestaat uit een roterende frees die numeriek bestuurd wordt, waardoor schroefdraad geproduceerd kan worden in de gewenste vorm en grootte.
Wat zijn de schroefdraadparameters?
De schroefdraadparameters, zoals diameter, schroefdraadrichting en -hoek, worden ingesteld met behulp van het CNC-machinebesturingsprogramma. Andere belangrijke parameters zijn schroefdraaddiepte, schroefdraadrichting (rechts of links) en schroefdraadtype (bijv. metrisch, inch). De precieze instelling van deze parameters is cruciaal voor de correcte werking van het afgewerkte onderdeel. Hieronder volgt een gedetailleerde beschrijving van de belangrijkste schroefdraadparameters:
- Schroefdraaddiameter - Dit is een van de belangrijkste waarden in het schroefdraadproces. De schroefdraaddiameter is de afstand tussen tegenover elkaar liggende punten op de schroefdraadwanden. We kunnen onderscheid maken tussen de buitendiameter (maximale afstand tussen de pieken van de draden) en de binnendiameter (minimale afstand tussen de dalen van de draden). Deze waarde hangt af van het type en de grootte van de schroefdraad die we willen maken.
- Draadrichting - De draadrichting, of torsie, bepaalt of de schroefdraad rechts- of linkshandig is. Rechtshandige schroefdraad klemt als het met de klok mee wordt gedraaid, terwijl linkshandige schroefdraad klemt als het tegen de klok in wordt gedraaid. De keuze van de schroefdraadrichting hangt af van het eindgebruik van het onderdeel.
- Schroefdraadhoek - De schroefdraadhoek is de hoek gemeten tussen de symmetrische wanden van het schroefdraadprofiel. De waarde ervan hangt af van het schroefdraadtype - in een metrische draad is deze hoek bijvoorbeeld 60 graden, terwijl hij in een inchdraad (UNC/UNF) 55 graden is.
- Schroefdraaddiepte - De schroefdraaddiepte is de afstand tussen de punt en het dal van de schroefdraad. Het is een belangrijke parameter die de sterkte en functionaliteit van de schroefdraad beïnvloedt.
- Schroefdraadtype - Het schroefdraadtype bepaalt de vorm en het profiel van de schroefdraad. Er zijn veel verschillende soorten schroefdraad, zoals metrisch, inch, trapezium- of pijpschroefdraad. Elk heeft zijn eigen specifieke toepassing en vereist het gebruik van een geschikt gereedschap om het te produceren.
CNC-bewerkingsdraadsnijden
CNC machinaal draadsnijden is een techniek waarbij via een numeriek gecontroleerd proces schroefdraad wordt gemaakt, zowel uitwendig als inwendig. Hiervoor worden gespecialiseerde gereedschappen gebruikt zoals draadsnijmachines en freesmachines. Het voordeel van deze techniek is de hoge precisie en herhaalbaarheid, wat erg belangrijk is bij serieproductie.
Gaten inrijgen
Gaten draadsnijden is een van de belangrijkste toepassingen van CNC draadsnijden. Dankzij nauwkeurige numerieke controle is het mogelijk om inwendige schroefdraad met specifieke parameters te produceren. Dit proces is uiterst belangrijk bij de productie van machine- en apparatuuronderdelen, waar de nauwkeurigheid van de schroefdraad de werking van het hele mechanisme kan beïnvloeden.
CNC metaal draadsnijden
Dit proces wordt veel gebruikt in de metaalindustrie. Dankzij geavanceerde CNC-technologie is het mogelijk om verschillende soorten metaal van schroefdraad te voorzien, zoals:
- aluminium,
- koper,
- titanium,
- staal.
Dit proces maakt het mogelijk om zeer nauwkeurig en herhaalbaar schroefdraad te produceren, wat cruciaal is in veel industrieën.
Wat is draadwalsen?
Draad walsen is een alternatieve schroefdraadmethode waarbij het materiaal wordt vervormd met behulp van speciale rollen. Deze techniek wordt vaak gebruikt wanneer uitzonderlijke draadsterkte vereist is, zoals in de automobielindustrie. Draad walsen kan ook worden uitgevoerd op CNC-machines (computergestuurd), wat een nog nauwkeuriger en herhaalbaarder proces oplevert.
Hoe werkt het CNC draadwalsen?
Het draadsnijproces op CNC-machines begint met de selectie van een geschikt gereedschap dat in de klauwplaat van de machine wordt geklemd. Voor uitwendig draadsnijden wordt vaak snijgereedschap zoals draaibankmessen gebruikt, terwijl voor inwendig draadsnijden tappen of frezen worden gebruikt. Vervolgens stelt de machineprogrammeur met behulp van CNC-software alle benodigde parameters in. Dit zijn onder andere schroefdraaddiameter, aantal draden per inch, schroefdraaddiepte, schroefdraadrichting (rechtsom of linksom) en schroefdraadtype. Zodra deze parameters zijn ingesteld, is de machine klaar om het inrijgproces te starten. Tijdens het draadsnijproces draait het snijgereedschap met de juiste snelheid en beweegt het langs het pad dat is geprogrammeerd in de CNC-software. Als resultaat van dit proces wordt een schroefdraad met de geprogrammeerde parameters gemaakt op het oppervlak van het werkstuk.
In welke producten kan CNC schroefdraad worden gebruikt?
CNC draadsnijden heeft vele toepassingen in verschillende industrieën. Door de precisie en herhaalbaarheid van het proces is het ideaal voor situaties waarin elk onderdeel aan strenge normen moet voldoen. In de automobielindustrie wordt CNC schroefdraad gebruikt om veel onderdelen te vervaardigen, zoals:
- bouten,
- moeren,
- assen en vele andere.
In de luchtvaartsector is precisiedraad cruciaal voor de veiligheid en betrouwbaarheid van vliegtuigen. In de zware industrie, zoals de productie van windturbines of mijnbouwapparatuur, moet schroefdraad extreem robuust zijn, wat mogelijk is met CNC-draadtechnologie.
Machinetappen en gatkenmerken
Machinetappen zijn gereedschappen die speciaal zijn ontworpen voor het draadsnijden. Ze zijn zeer robuust en duurzaam, wat betekent dat ze lange tijd kunnen worden gebruikt zonder te verslijten. De gaten waarin we schroefdraad maken, kunnen 'doorlopende gaten' of 'blinde gaten' zijn. Doorgaande gaten zijn gaten die helemaal door het materiaal gaan en blinde gaten zijn gaten die in het materiaal eindigen. Het inrijgen van doorlopende gaten is meestal gemakkelijker omdat de spanen aan de andere kant van het gat kunnen ontsnappen. Soms zijn draadsnijtappen gecoat met een speciaal materiaal om hun duurzaamheid te vergroten.
Wat is inwendige schroefdraad en hoe wordt die gemaakt?
Inwendige schroefdraad wordt gemaakt met behulp van een enkelzijdig draadsnijgereedschap in plaats van een conventioneel tapgereedschap. Als onderdelen interne gaten hebben die getapt moeten worden, is het nodig om de eigenlijke schroefdraad uit het CAD-model te verwijderen, zodat alleen de bovenliggende diameter overblijft. Goed ontwikkelde software kan een te tappen gat identificeren als:
- Binnen de diameter van de bijbehorende schroefdraad valt,
- Uitgelijnd is met een van de drie hoofdfreesassen,
- loodrecht staat op de rotatieas in de draaibank.
Inwendige schroefdraad op werkstukken van draaibanken is ook mogelijk. Veel van de beschreven technieken kunnen worden toegepast op draadsnijden op een draaibank met behulp van staand gereedschap, hoewel de beschikbare draadsoorten beperkter kunnen zijn dan bij frezen. Het bereik van UNC en UNF schroefdraad is van #4-40 tot ½-20, en metrische schroefdraad schommelt rond M3 tot M10. Met actief gereedschap kan radiale, axiale en centrale schroefdraad worden geproduceerd. Dit beïnvloedt het draadsnijden, omdat sommige draden alleen in de centrale positie beschikbaar zijn. Bij het bewerken met een binnendraad kan het gat dieper zijn dan de mogelijkheden van het tapgereedschap.
In dit geval zijn er verschillende opties te overwegen, afhankelijk van de specifieke eisen. We beschrijven deze hieronder:
- Een dieper gereedschap gebruiken - Als er langer draadsnijgereedschap beschikbaar is, kan dit gebruikt worden om diepere gaten te bewerken. Houd er echter rekening mee dat langer gereedschap minder stabiel kan zijn en het risico op breuk of beschadiging verhoogt.
- Handmatige bewerking - Als een machine niet tot de vereiste diepte schroefdraad kan aanbrengen, kan handmatige bewerking een alternatief zijn voor dit proces. Dit betekent echter extra kosten en tijd.
- Herontwerp - In sommige gevallen is het mogelijk om een onderdeel zo te ontwerpen dat de schroefdraaddiepte wordt verminderd zonder dat de functionaliteit wordt aangetast.
- Niet-tappen technologie gebruiken - Voor gaten met grote dieptes kan niet-tappen technologie, zoals droogtappen, een geschikte oplossing zijn. Hiermee kan schroefdraad tot grote dieptes worden gemaakt zonder spaanafvoer.
Elk van de bovenstaande opties heeft zijn voor- en nadelen, dus het kiezen van de juiste oplossing hangt af van de specifieke eisen van het project en de beperkingen van het gereedschap. Het is belangrijk om met deze factoren rekening te houden bij het ontwerpen van het onderdeel en het plannen van het draadsnijproces.
Wat is externe schroefdraad en hoe werkt het?
De integratie van draaibanken in onze processen heeft ons in staat gesteld om ons assortiment externe schroefdraad uit te breiden. We kunnen een verscheidenheid aan externe draadmaten aanbieden, mits uw onderdelen compatibel zijn met het draaiproces. We gebruiken een op maat gemaakt draadsnijgereedschap dat is afgestemd op specifieke draadmaten, dieptes en locaties in de geometrie van het onderdeel. Met de moderne draaitechniek die we gebruiken, kunnen we externe schroefdraad maken op de middellijn van het onderdeel - net zoals we met numeriek bestuurd gereedschap interne gaten van schroefdraad kunnen voorzien, zolang dezelfde richtlijnen worden gevolgd als bij het freesproces. Dit is niet beperkt tot gaten in het midden - er kan ook schroefdraad worden gemaakt op axiale en radiale gaten.
Hoe maak ik externe schroefdraad?
Net als bij binnenschroefdraad moet voor het ontwerpen van buitenschroefdraad voor onderdelen die op draaibanken worden bewerkt, de eigenlijke schroefdraad uit het CAD-model worden verwijderd, zodat de software ze kan identificeren. Bovendien moet bij het modelleren van buitenschroefdraad rekening worden gehouden met frezen in plaats van draaien. Uitwendige schroefdraad wordt minder vaak ontworpen op onderdelen dan inwendige schroefdraad, maar we kunnen ze wel effectief produceren. Uitwendige schroefdraad wordt gemaakt met de halve diameter van het gereedschap, waarna het werkstuk 180 graden wordt gedraaid en de schroefdraad aan de andere kant op dezelfde manier wordt gemaakt. Voor grote, dikkere buitenschroefdraad werkt deze methode goed. Kleine buitenschroefdraad, zoals 6-32, is moeilijker te maken met een kogel- of vlakfrees, omdat er een grotere radius aan de basis van de schroefdraad overblijft als de spoed te klein is. In dit geval kan het nodig zijn om het proces door een draadsnijgereedschap te voeren om overtollig materiaal te verwijderen.
De rol van koppel tijdens het draadsnijden
Het koppel dat wordt uitgeoefend op de spindel van een CNC machine is een van de belangrijkste aspecten van het draadsnijproces. Het is verantwoordelijk voor de kracht die wordt gebruikt om de tapmachine te draaien, zodat deze het materiaal kan snijden. De kracht moet groot genoeg zijn om de draadtapmachine door het materiaal te laten snijden en een schroefdraad te vormen, maar niet zo groot dat het gereedschap of het materiaal beschadigd raakt. Bovendien kan een te hoog koppel leiden tot overmatige slijtage van het gereedschap of zelfs tot breuk. Aan de andere kant kan een te laag koppel ertoe leiden dat het tapgereedschap het materiaal niet goed kan snijden, wat kan leiden tot een defecte schroefdraad.
Aanpassing van het koppel
Op CNC-machines kan het koppel worden ingesteld, zodat het precies kan worden aangepast aan de vereisten van de specifieke klus. Het koppel aanpassen aan het materiaal en de grootte van de te maken schroefdraad is essentieel om optimale resultaten te bereiken.
tijdens het draadsnijden. Plotselinge draaimomentpieken kunnen duiden op problemen, zoals een geblokkeerde draadinsteker, wat kan leiden tot schade aan de machine of het gereedschap. Veel CNC-machines hebben ingebouwde bewakingssystemen die het hele proces automatisch kunnen stoppen als het koppel het veilige bereik overschrijdt.
Samenvatting
CNC tappen is het proces waarbij we schroefdraad in gaten maken, of patronen op het oppervlak van een gat. Wanneer we dit op een machine doen, gebruiken we machinetappen. Bij het draadsnijden is het belangrijk om de snijparameters zorgvuldig te kiezen, zoals snijsnelheid en voedingssnelheid. De snijsnelheid is de snelheid waarmee de draadtap door het materiaal beweegt, terwijl de voedingssnelheid de afstand is die de draadtap per omwenteling aflegt. Als de snijsnelheid bijvoorbeeld 800 is, betekent dit dat de draadinsteker met 800 meter per minuut beweegt. Koppel is de kracht die we moeten uitoefenen op de spindel (het deel van de machine dat de draadsnijder draait) om deze met de juiste snelheid te laten draaien. Dit is belangrijk omdat te veel kracht de draadinsteker of het materiaal kan beschadigen, en te weinig kracht het inrijgen ondoeltreffend kan maken. Om het inrijgproces correct uit te voeren, is het belangrijk om over de juiste vaardigheden en kennis te beschikken. Dit omvat het vermogen om de juiste inrijgmatrijzen te selecteren, de snijparameters in te stellen en de machine correct te bedienen. Zonder deze kennis kan het draadsnijproces moeilijk en mogelijk gevaarlijk zijn en leiden tot schade aan het materiaal of gereedschap. Ons bedrijf en onze vakkundige medewerkers kunnen u helpen bij dit moeilijke proces.