Att välja rätt gängborr: Typer förklarade

Förståelse av gängborrtyper och deras tillämpningar

Manuella gängborrar: Taper, plug och bottoming – när ska varje typ användas

Koniska borrmär har ungefär 8 till 10 gängor som gradvis formas när de skär sig in i materialet. Dessa fungerar bäst vid påbörjande av gängning i blinda hål eftersom de naturligt centrerar sig under drift. För genomsågade hål används pluggborrmär. Dessa har vanligtvis mellan 3 och 5 koniska gängor, vilket gör dem lämpliga för att färdigställa raka genomgående gängor. När man arbetar med mycket djupa blinda hål där utrymmet är begränsat blir bottenborrmär nödvändiga. Dessa särskilda verktyg har endast 1 eller 2 fasade gängor i spetsen, så att de kan nå hela vägen ner till botten utan att kila fast. En aktuell bearbetningsrapport från 2023 visade också något intressant. Verkstäder som följer korrekta gängningssekvenser upplever en minskning med cirka 34 % av gängfel, särskilt vid arbete med aluminium- och mässingsdelar. Det är logiskt eftersom att använda rätt verktyg i varje steg helt enkelt ger bättre resultat överlag.

Spiralspets kontra spiralflänsborrmär: optimera avfallshantering av spån

Funktion	Spiralspetsborrmär	Spiralflänsborrmär
Spåns riktning	Skjuter framåt	Dra uppåt
Bäst för	Genomgående hål (stål/järn)	Blinda hål (rostfritt stål)
CNC-prestanda	15–20 % snabbare cykeltider	Förhindrar återkapning av spån

Spiralspetsborrar dirigerar spån framför verktyget, vilket gör dem optimala för genomgående hål i järnhaltiga material. Spiralflänsborrar däremot för bort spån uppåt, vilket förhindrar komprimering i blinda hål – särskilt viktigt vid bearbetning av sega material som rostfritt stål.

Gängformning jämfört med gängskärning: prestanda och materialöverväganden

Formningsborrar fungerar annorlunda jämfört med vanliga skärande borrsnurrar eftersom de faktiskt pressar åt sidan materialet istället för att ta bort det. Detta skapar starkare gängor med bättre ytqualitet, särskilt vid arbete med mjukare metaller som aluminium eller mässing med hårdhetsvärden under 35 HRC. Enligt branschtester kan de resulterande gängorna vara ungefär 20 % starkare än de som tillverkats med traditionella skärtekniker. Men förhållandena ändras när man arbetar med hårdare material. För stål med hållfasthet över 45 HRC på Rockwell-skalan blir konventionella skärande borrsnurr nödvändiga, eftersom försök att forma gängor annars leder till problem som för hög vridmoment eller till och med brutna verktyg. När man specifikt arbetar med titan är det lämpligt att byta till värmebehandlade kobboljstålsgängor. Dessa specialverktyg håller cirka 40 % längre än standardverktyg i snabbstål och tål samtidigt värmeuppbyggnad och slipskador bättre under bearbetningsoperationer.

Maskin- och CNC-kompatibla borrsnurr för automatiserad produktion

Kraner som är utformade för CNC-maskiner har väldigt snäva toleranser på snäven på runt ±0,01 mm, plus de får fina beläggningar som TiN eller TiAlN på dem. Dessa beläggningar gör stor skillnad i hur länge verktygen håller, eftersom de håller upp till tre gånger så många cykler jämfört med vanliga obeklädda när de körs genom stora volymer av produktion. När saker börjar snurra snabbare än 2500 varv per minut, blir det absolut nödvändigt för verkstadsledare att få spindelrotationen att matcha matchen med matningshastigheten. Annars händer det alltför ofta att kranar går sönder och trådarna blir avspeglade, vilket ingen vill ha i en automatiserad tillverkning där konsistens är viktigast.

Speciella kranar för högprecisions CNC-trådfräsning av delar som tillverkaren behöver

Trågfräsar av flyggradoptik upprätthåller excentricitetstoleranser under 0,005 mm, vilket möjliggör en positionsnoggrannhet på ±0,01 mm i kritiska titan komponenter såsom turbinhus. Ledande tillverkare uppnår en genomsnittlig första-genomlopps-kvalitetsgrad på 92 % genom att kombinera mikrokorniga karbidverktyg med adaptiva CAM-strategier, särskilt för komplexa inre geometrier som kräver precisionsgängning.

Anpassa gängborrmaterial och design till arbetsstyckegenskaper

Gängborrmaterialens kompatibilitet med metaller och legeringar

Högkvalitativt stål eller HSS erbjuder fortfarande bra värde och långvarig prestanda vid arbete med mjukare material som aluminium och mässing. Detta överensstämmer med rekommendationerna i ISO 4957:2018 för vanliga verktyg. När det gäller tuffare material som rostfritt stål eller nickelbaserade superlegeringar gör dock tillsats av kobolt till HSS-blandningen en stor skillnad. Värmebeständigheten ökar med cirka 40 %, vilket innebär mindre verktygsnötning även efter långa skärperioder. För arbeten med titan eller särskilt hårda stål med en hårdhet på 45 HRC eller högre använder de flesta professionella istället karbidborrar. Dessa behåller sina skarpa kanter mycket bättre och kan hantera skärhastigheter som är ungefär tre gånger högre än vad vanliga HSS-verktyg klarar.

Val av borrar baserat på arbetsstyckets hårdhet och styrka

Materialhårdhet avgör både borrmaterial och geometri. Enligt ASM Internationals maskinbearbetningsriktlinjer från 2022:

• <30 HRC : Använd standard HSS-spiralborrar med TiN-beläggning
• 30–45 HRC : Välj kolbajlstålsborrar med modifierade angreppsinklar
• >45 HRC : Använd solidkarbidborrar med mikrokornstruktur

I höghållfasta legeringar som Inconel 718 minskar trådformande borrmaskiner skärkrafterna med 62 % jämfört med skärande borrmaskiner, vilket minimerar verktygsdeformation i CNC-trådbearbetningsoperationer.

Undvika vanliga brott på borrmaskiner orsakade av materialfelmatchning

Enligt vissa nyliga verktygsstudier från 2023 sker cirka 73 procent av alla gängningsdornsbrott vid bearbetning av hårt stål eftersom maskinoperatörer fortfarande använder snabbstål (HSS) i stället för att byta till karbidalternativ. När det gäller tillämpningar i gjutjärn minskar spiralpunktsdornar med en helixvinkel på cirka 10 grader chipproppen med ungefär 85 % jämfört med traditionella räfflingsdesigner. För att förhindra torsionsbrott krävs att dornsens vridmomentgräns anpassas efter vad materialet kan hantera baserat på draghållfasthetsvärden som finns i tillverkarens specifikationsblad. Detta blir särskilt viktigt vid automatiseringsprocesser där operatörer kanske inte hela tiden har direkt insyn i vad som sker inuti maskinverktyget.

Flöjtgeometri och spånhantering vid högpresterande gängning

Hur flöjtdesign påverkar dorns effektivitet och livslängd

Flutens form spelar verkligen roll när det gäller att få ut spån, hantera värme och hur länge en skär kommer att hålla innan den behöver bytas. Spiralflutor med vinklar på cirka 30 till 40 grader hjälper till att hålla spånen i rörelse genom hålet, vilket minskar värmeackumulering och saktar ner verktygsslitage över tid. När det gäller hårdare material ger raka flutor bättre strukturell styrka, även om de medför egna problem eftersom operatörer måste stoppa ofta för att rensa bort ansamlat avfall från djupare hål. De flesta CNC-gängfräsverkstäder använder idag spiralflutade skär eftersom de hanterar högre varvtal mycket bättre och kan upprätthålla mycket strama toleranser, vanligtvis inom plus eller minus 0,001 tum, även vid kontinuerlig produktion av flera serier efter varandra.

Spiralflutade skär för gängning i djupa hål i CNC-miljöer

Spiralflensborrar fungerar mycket bra för blinda hål som går djupare än tre gånger sin diameter eftersom de lyfter bort spån rakt uppåt istället för att tillåta dem att samlas i botten. Detta hjälper till att förhindra problem som återbeskärning och att verktyget fastnar, vilket är särskilt viktigt vid tillverkning av delar till flygplan i hårda material som rostfritt stål eller titan. När spån inte fullständigt avlägsnas under bearbetningen kasseras hela partier av dyra komponenter. Många CNC-maskinoperatörer ser faktiskt att deras produktionstid minskar avsevärt när de byter till spiralflensverktyg för denna typ av arbete. Skillnaden blir särskilt märkbar på komplexa delar där varje sekund räknas och driftstopp kostar pengar.

Raka flensar och spiralspetsborrar i automatiserade respektive manuella system

Räfflade raka skär fungerar bäst vid manuell användning med spröda material som gjutjärn eller pulvermetall eftersom dessa material tenderar att spricka av. Å andra sidan används skruvskär med spiralspets i nästan alla automatiserade tillverkningsmiljöer. Dessa skär har en vinkel på 15 grader som pressar ut spån framåt i stället för att låta dem fastna i hålen, vilket gör att maskinerna kan fortsätta arbeta utan ständiga stopp. Bilfabriker drar särskilt stor nytta av denna lösning eftersom det innebär färre driftstopp och snabbare produktionstider i deras monteringslinjer.

Avkodning av skärstorlekar, borrplaner och branschstandarder

Precisionsgängning börjar med att förstå storlekskonventioner och följa erkända standarder. Att välja rätt skär och förborrhål säkerställer tillförlitlighet både vid prototypframställning och vid tillverkning av gängor i höga volymer med CNC-fräsning.

Guide för metriska, fraktionella och rörgängors skärstorlekar

När det gäller metriska gängor talar de egentligen om två saker: hålets diameter och avståndet mellan gängorna. Ta M6x1 som exempel – detta betyder att vi får en 6 millimeter bred gänga där varje topp ligger precis 1 millimeter från nästa. Sedan finns det bråkformade mått som fungerar annorlunda – de mäter både hålets storlek och hur många gängor som ryms på en tum, till exempel när någon nämner 1/4-20. För rör blir det ännu mer specialiserat. Då används NPT-standarden med koniska gängor som faktiskt hjälper till att skapa en tätningsverkan när de dras åt ordentligt. Om man tittar på vad som händer...GängtypVanliga storlekarSteg/TPIVanligt borrmåttMetriskM6, M8, M101,0–1,5 mm85 % gängdjupBråkform1/4-20, 3/8-1616–24 TPI60–75 % håldiameterRör (NPT)1/8-27, 1/4-18KoniskSpecialiserade tabeller

Använd borr- och gängtabeller korrekt för exakta resultat

Borrplaner anger rätt förborrstorlek – till exempel används vanligtvis ett 5 mm borrtag före en M6x1-gängtap. Fel uppstår ofta när imperiella och metriska system blandas. För att säkerställa noggrannhet bör fyra nyckelfaktorer kontrolleras: hårdheten hos arbetsstyckets material, önskad gängprocent (vanligen 60–85 %), fasningsform och kylmedelsförekomst.

Så här läser du gängtapsmärkningar: storlek, gängform och materialkoder

Standard engraverade gängtapsmärkningar förmedlar viktig information:

• M6x1-6H : Metrisk gängtap, 6 mm diameter, 1 mm stigning, toleransklass 6H
• HSS-Co5 : Snabbstål med 5 % koboltlegering
• GH3 : Spiralfläns, högergående snitt, 3-flänsig konfiguration

Tillverkare måste verifiera dessa märkningar enligt ISO 529 och ANSI B94.9-standarder för att förhindra missmatchningar som kan kompromettera delens integritet i automatiserad produktion.

Steg-för-steg-guide för val av tapering för CNC och industriella applikationer

Börja med applikationen: Material, håldjup och tillgänglighet

När man tittar på maskinbearbetningsoperationer börjar man med tre viktiga faktorer: vilken typ av material vi har att göra med, hur djupa gängorna behöver vara i förhållande till sin diameter och om det finns god tillgång till den yta som bearbetas. Hårdstyrkolegeringar innebär särskilda utmaningar, varför många maskinoperatörer vänder sig till gängformningsskruvtag istället för skärande tag eftersom de faktiskt pressar undan materialet snarare än tar bort det, vilket hjälper till att minska spänningskoncentrationer. För de besvärliga djupa blinda hålen där spillor tenderar att fastna är spiralflänsade skruvtag nästan nödvändiga eftersom de avlägsnar avfall mycket bättre. Enligt branschdata från Precision Machining Report förra året såg verkstäder som bytte till karbidförstärkta skruvtag cirka en fjärdedel färre skruvtagshaverier när de arbetade med gängor djupare än tre gånger diametern. Det är förståeligt egentligen, eftersom dessa slitstarkare verktyg helt enkelt tål tuffare förhållanden bättre.

Från maskintyp till automatisering: Anpassa val av skruvtag till CNC-system

De flesta tillverkare av CNC-gängfräsdelar fokuserar verkligen på att få gängborr med excentricitet under 6 mikrometer och väljer vanligtvis mellan 5 och 7 spår vid användning med automatiska födosystem. Gängborrarna måste också fungera bra med verktygsomkopplare, samt klara intern kylmedelsförsörjning eftersom detta är mycket viktigt för att uppnå en noggrannhet på ±0,002 tum även vid högsta hastighet. Ta reda på vad som finns i den senaste CNC-gängborrvalsguiden från 2024 om du vill ha detaljer. Vad som sticker ut där är hur kopplingen av dessa verktyg till digitala hanteringssystem gör allt mycket mer konsekvent över olika maskiner och operatörer.

Utvärdering av produktionsvolym: Formnings- kontra skärgängborr i högvolymsmiljöer

Vid högvolymproduktion av rostfritt stål (>5 000 enheter) erbjuder trådformande borrmaskar 40 % längre verktygslivslängd men kräver förborrade hål 15–20 % större än skärande borrmaskar. Skärande borrmaskar ger flexibilitet för lågvolymproduktion och prototyper där byte är frekventa. Tillverkare som utnyttjar prediktiva slitagealgoritmer rapporterar 18 % lägre kostnader genom att anpassa val av borrmaskar till årliga produktionsprognoser.

Vanliga frågor

Vilka är de främsta typerna av borrmaskar som nämns i artikeln?

Artikeln diskuterar koniska, plugg, botten, spiralpets, spiralskaft, trådformande och trådskärande borrmaskar.

Hur skiljer sig spiralpets- och spiralskaftborrmaskar åt?

Spiralpetsborrmaskar pressar spån framåt, vilket gör dem bättre för genomsedda hål, medan spiralskaftborrmaskar drar spån uppåt, idealiskt för blinda hål.

Varför rekommenderas trådformande borrmaskar för mjukare metaller?

Trådformande borrmaskar pressar materialet åt sidan, vilket skapar starkare gängor, särskilt fördelaktigt i mjukare metaller med hårdhet under 35 HRC.

Vilka faktorer bör utvärderas vid val av skär för CNC-system?

Nyckelfaktorer inkluderar material, håldjup, tillgänglighet, produktionsvolym och maskinens kapacitet för att säkerställa att rätt skär väljs.