Bodemtappen: een complete handleiding voor het schroefdraadsnijden van blinde gaten in CNC-machines

Blinde gaten zijn een essentieel onderdeel van veel ontwerpen. Vaak stuiten we op beperkingen zoals ruimtegebrek. In sommige veeleisende toepassingen, zoals medische implantaten of ruimtevaartbeugels, is een hoge klemkracht vereist. Een tap met bodemtap lost dit probleem op door schroefdraad zeer dicht bij de basis te creëren. Hierdoor kan maximale schroefdraadverbinding worden verwacht. Hier vindt u een complete handleiding voor het tappen van schroefdraad in blinde gaten met CNC-bewerking.

Wat is een bodemtap?

Een blindtap is een gereedschap dat bij het verspanen wordt gebruikt om het schroefdraadprofiel in blinde gaten te verbeteren. Deze blindtappen hebben relatief weinig afschuiningen. Door de korte conische vorm van slechts 1-2 schroefdraadgangen kan het schroefdraadgedeelte zeer dicht bij de basis worden doorgetrokken. Hierdoor wordt een maximale schroefdraadverbinding verkregen.

Kies geschikte bodemkranen

• Aluminium: Gepolijste HSS- of hardmetalen tappen, ongecoat of met een wrijvingsarme coating, helpen voorkomen dat aluminium aan de snijkant blijft plakken.
• Koolstofstaal: HSS is meestal voldoende. TiN vermindert wrijving en verbetert de slijtvastheid.
• Roestvrij staal: HSS-Co biedt een betere hardheid bij hoge temperaturen. TiCN biedt een hogere slijtvastheid onder zware snijbelastingen.
• Titaan-/nikkellegeringen: HSS-Co- of hardmetalen tappen met TiAlN/AlTiN-coating zijn beter geschikt voor hoge snijtemperaturen.

Waarom is de korte afschuining belangrijk?

In tegenstelling tot een conische tap of een rechte tap, is de afschuining van een bodemtap kort. Hierdoor kan de snijkant tot aan de bodem aflopen. Dit is vooral belangrijk in ruimtes met beperkte afmetingen, waar extra dikte voor bodemspeling niet gewenst is. Voorbeelden hiervan zijn auto-onderdelen, mallen, ruimtevaartonderdelen en hydraulische verdeelstukken. Door de volledige lengte van de schroefdraad te snijden, wordt maximale grip en een verbeterde hechtsterkte verkregen.

Soorten bodemkranen

Hoewel de belangrijkste functie, het tappen van blinde gaten nabij de basis, behouden blijft, bestaan ​​er bepaalde variaties in het ontwerp. Deze verschillende typen bodemtappen zijn geschikt voor uiteenlopende productieomstandigheden. Variabelen hierbij zijn onder andere de gatdiepte, het materiaalsoort, het schroefdraadprofiel en het gebruiksgemak.

Rechte groef bodemtap

Een tap met rechte groeven is het meest gebruikte type. Deze heeft een rechte groef over de gehele lengte. Over het algemeen wordt deze gebruikt voor korte blinde gaten. Bij diepere gaten kan de spaanafvoer een probleem vormen. Een tap met rechte groeven is geschikt voor zowel handmatig als machinaal tappen.

Spiraalvormige bodemtap

De spiraalvormige bodemtap met zijn spiraalvormige groeven zorgt voor een betere spaanafvoer. De spanen bewegen daardoor continu omhoog en uit het gat tijdens het tappen. Dit maakt hem uitermate geschikt voor kneedbare materialen, waar lange spanen anders problemen kunnen veroorzaken. Met een spiraalvormige bodemtap kan ook dieper getapt worden met minder kans op spaanophoping of tapbreuk. Bovendien is de draadkwaliteit met een spiraalvormige bodemtap beter.

Vormende bodemtap

Bij het tappen van een bodemdraad wordt gebruikgemaakt van plastische vervorming in plaats van snijden. Omdat er geen snijden aan te pas komt, ontstaan ​​er geen problemen met spanen. De gevormde schroefdraad is sterker, omdat deze koud bewerkt is. Een zorgvuldige procescontrole is echter vereist voor efficiënt tappen. Een ruime smering kan nodig zijn. Het tappen van een bodemdraad is vaak beperkt tot zachte materialen zoals aluminium, messing of zacht staal.

Half-bodemkraan

Het ontwerp van een semi-bodemtap is een evenwicht tussen een plugtap en een bodemtap. Hij heeft een iets langere afschuining. In tegenstelling tot andere typen hoeft een semi-bodemtap mogelijk niet eerst met een plugtap te worden getapt. Dit type is echter geschikt voor lichte bewerkingen of reparatiewerkzaamheden.

Waarvoor wordt een bodemkraan gebruikt?

Bodemtappen worden vaak gebruikt op plekken waar ze van cruciaal belang zijn. Gaten in componenten die een hoge duurzaamheid vereisen, worden daarom getapt met bodemtappen. Dat is de reden waarom hoogwaardige industrieën zoals de lucht- en ruimtevaart, de automobielindustrie en de medische sector de voorkeur geven aan bodemtappen.

Het doorsnijden van schroefdraad vlakbij de bodem van blinde gaten

De belangrijkste functie van een bodemtap is het snijden van schroefdraad vlak onderin blinde gaten. Dit is vooral handig in krappe ruimtes. De volledige lengte van het blinde gat kan van schroefdraad worden voorzien zonder de materiaaldikte te vergroten.

Het afwerken van schroefdraad na een plugtap

Na het tappen met een plugtap kan een klein gedeelte van het gat ongetapt blijven. Een bodemtap verlengt het getapte gedeelte na de plugtap. Deze tweestapsmethode vermindert de snijkrachten en minimaliseert het risico op beschadiging van het werkstuk of de tap.

Het verlengen van gedeeltelijke schroefdraad in bestaande gaten

Met bodemtappen wordt de draadkwaliteit vaak verbeterd. Breuken in de schroefdraad kunnen worden gedicht met behulp van bodemtappen. Dit maximaliseert de schroefdraadverbinding voor bevestigingsmiddelen en verbetert hun houdkracht.

Hoe gebruik je een bodemtap om gaten te boren?

Het gebruik van een bodemtap vereist een aantal aandachtspunten. Het volgen van de juiste stappen voor het tappen is noodzakelijk voor nauwkeurige resultaten. Het niet naleven van enkele belangrijke voorzorgsmaatregelen kan het getapte gat onbruikbaar maken.

Stap 1: Boor het juiste tapgat.

Gebruik boortjes met de juiste buitendiameter die overeenkomt met de tap. Boor het gat iets dieper dan de lengte van het bevestigingsmiddel om rekening te houden met de afschuining van de tap. Ontbraam de gatopening voordat u gaat tappen.

Stap 2: Zorg voor voldoende ruimte aan de onderkant.

Er moet extra ruimte zijn voor de spanenophoping en de afschuining van de tap. Dit voorkomt overmatige belasting van het gereedschap.

Stap 3: Begin met het schroefdraad te leggen voordat u een tap gebruikt.

De eerste schroefdraad moet worden gemaakt met een conische tap of een koptap. Daarna moet een bodemtap worden gebruikt voor de afwerking. De reeds aanwezige schroefdraad geleidt de bodemtap door het gat. Zo worden het inbrengen en uitlijnen vergemakkelijkt.

Stap 4: Houd de kraan recht en goed uitgelijnd.

De tap moet vanaf het begin loodrecht op het werkstuk staan. Een scheve tap kan ongewenste zijdelingse krachten veroorzaken. De druk op de tap moet gelijkmatig worden uitgeoefend. Dit zorgt voor een uniform schroefdraadprofiel. Draai de tap periodiek om de spanen te verwijderen.

Stap 5: Stop voordat de kraan de bodem van het gat raakt.

Houd de boordiepte van de tap goed in de gaten en stop met tappen voordat de tap de bodem raakt. Anders komt er te veel druk op de tap te staan, wat kan leiden tot afbrokkeling van de snijkant of beschadiging van de schroefdraad.

Toepassingen van bodemtappen

Ervaren ontwerpers en machinisten geven de voorkeur aan koptappen voor het maken van hoogwaardige schroefdraad. Deze verbeteren niet alleen de bevestigingskracht van de schroeven, maar zorgen ook voor gewichtsbesparing. Dit is vooral belangrijk in omgevingen waar de ruimte beperkt is.

Aluminium behuizingen en omhulsels

Aluminium behuizingen en omhulsels moeten vaak compact zijn vanwege ruimtegebrek. Dergelijke constructies moeten ook licht van gewicht zijn. In deze situaties is er in blinde gaten maar beperkte ruimte. De bodemtap benut die ruimte dan optimaal. Veelvoorkomende toepassingen zijn onder andere afdekkingen, koelplaten, printplaatbevestigingen en sensorbeugels.

Precisie montageblokken

Montageblokken worden vaak gemonteerd en gedemonteerd. Dit betekent dat ze duurzaam moeten zijn wat betreft de bevestigingskracht van de bouten. Bodemtappen zorgen voor maximale grip op de bouten en dragen bij aan deze duurzaamheid.

Hydraulische en pneumatische verdeelstukken

Hydraulische en pneumatische verdeelstukken hebben veel blinde gaten voor schroefdraadaansluitingen. Componenten zoals kleppen, fittingen, pluggen en sensoren hebben vaak dergelijke gaten nodig als aansluitpunten. Deze componenten hebben een beperkte gatdiepte. De bodemtap benut deze beperkte ruimte efficiënt en zorgt tegelijkertijd voor een betrouwbare afdichting.

CNC-onderdelen op maat met blinde schroefgaten

Veel op maat gemaakte onderdelen, zoals beugels voor de lucht- en ruimtevaart, componenten voor medische apparatuur, robotgrijpers, enz., hebben blinde gaten. Deze gaan vaak gepaard met beperkingen op het gebied van ruimte en gewicht. Diepboringen dragen bij aan een efficiëntere productie. Ze creëren ruimte voor structurele bevestigingsmiddelen, stelschroeven en verborgen montage-elementen.

Uitdagingen bij het gebruik van bodemtappen in CNC-bewerking

Omdat tappen voor het tappen van schroefdraad aanzienlijk verschillen van andere tapgereedschappen, brengen ze unieke uitdagingen met zich mee. Maar daarvoor zijn altijd oplossingen. Bij correct gebruik levert dit voordelen op wat betreft schroefdraadkwaliteit, ruimtebenutting en hoge prestaties.

Hoog snijkoppel

Een hoog snijkoppel is een veelvoorkomend probleem. Diepe blinde gaten zijn het meest kwetsbaar. Omdat tappen met een korte afschuining direct in alle schroefdraad grijpen, kan een hoge snijkracht optreden als de tapsnelheid te hoog is, de smering onvoldoende is of de boordiepte te klein is. In dat geval kan het gebruik van een gecoate tap met een geoptimaliseerde voedingssnelheid nuttig zijn.

Moeilijke topicstart

Sommige machinisten proberen schroefdraad te beginnen met een tap met bodemkop. Een tap met bodemkop is echter niet ontworpen om schroefdraad te beginnen. Hiervoor kan een conische tap of een tap met dop worden gebruikt. Als er toch een tap met bodemkop wordt gebruikt, kan dit leiden tot verkeerde uitlijning of tapbreuk.

Spaanvulling in blinde gaten

Spaanophoping kan optreden in een diep blind gat als er geen adequate maatregelen worden genomen. Er is slechts beperkte ruimte voor spanen om te ontsnappen, waardoor ze zich waarschijnlijk onder of rond de tap zullen vastzetten. Dit kan leiden tot een verhoogd koppel of beschadiging van het schroefdraadprofiel. Dit probleem doet zich vooral voor bij kneedbare materialen die lange, draadachtige spanen produceren. Om dit op te lossen, gebruikt u een spiraalvormige tap, zorgt u voor voldoende speling aan de onderkant en giet u snijvloeistof bij tijdens het tappen.

Bewerkbaarheid van materialen

Het tappen van materialen met een lage bewerkbaarheid is altijd een uitdaging. Hoewel de spanen van kneedbare materialen vaak problemen veroorzaken, verhogen harde materialen het koppel. Daarom is een geoptimaliseerde tapstrategie nodig. Een goed begrip van zaken als hoog snijkoppel, ontwerpoptimalisatie en procesbeheersing is dan ook essentieel.

Beste werkwijzen voor het gebruik van bodemtappen bij CNC-bewerking

Zoals eerder besproken, zijn er bepaalde uitdagingen bij het tappen. Als het tapproces geoptimaliseerd wordt, kunnen deze uitdagingen gemakkelijk worden overwonnen. Dit resulteert in een betere draadkwaliteit, minimale verspilling en een hoge efficiëntie.

Gebruik de juiste tapboormaat.

De diameter van het geboorde gat moet optimaal zijn. Als het gat te smal is, ontstaan ​​er te grote spanningen tussen het tapgereedschap en het werkstuk. Als het te ruim is, zal de schroefdraad niet goed gevormd worden. De beste optie is om een ​​standaard gatentabel als leidraad te gebruiken.

Controlegatdiepte

Idealiter moet de gatdiepte iets groter zijn dan de schroefdraadlengte. Dit is om ruimte te creëren voor bodemspeling. Het behouden van deze bodemspeling is vaak voordelig. Het helpt bij het oplossen van problemen zoals spanenophoping, het gereedschap dat de basis raakt en een te hoog snijkoppel.

Gebruik Peck Tapping

Peck tapping is een effectieve taptechniek. In plaats van continu te tappen, maakt deze techniek gebruik van tikken en het terugtrekken van de tap. Op deze manier worden lange spanen gebroken en afgevoerd. Het zorgt er ook voor dat de snijvloeistof de randen kan bereiken.

Bodemtap versus andere schroefdraadtappen

Bodemtappen worden vaak verward met andere schroefdraadtypen. Om de juiste tap te kiezen, is het belangrijk onderscheid te maken tussen de verschillende tapgereedschappen. Hieronder vindt u enkele tabellen. De belangrijkste kenmerken van elk gereedschap worden hieronder weergegeven en vergeleken met bodemtappen.

Bodemkraan versus plugkraan

Bodemtap versus conische tap

Bodemtap versus spiraalvormige tap

Bodemtap versus spiraalpunttap

Bodemtap versus draadfrees

Bodemtap versus vormtap

Ontwerptips voor het afwerken van kraangaten

Optimaal ontworpen tapgaten leveren zelden merkbare problemen op. Ze zijn productievriendelijk en dragen bij aan een hogere productiviteit en efficiëntie. In dit verband worden hier enkele ontwerptips besproken.

Zorg voor voldoende bodemvrijheid.

Een efficiënt ontwerp van het werkstuk zorgt voor voldoende speling aan de onderzijde. Dit biedt voldoende ruimte voor spanen en beweging van het tapgereedschap. Als het tapgereedschap geen vrije beweging heeft, kan dit leiden tot gereedschapsbreuk.

Vermijd te diepe gaten.

Zeer diepe gaten vormen een belemmering voor de spaanafvoer. Lange tapgereedschappen worden blootgesteld aan ongelijkmatige belastingen die doorbuiging of breuk veroorzaken. Een optimale gatdiepte zorgt voor een efficiëntere bewerking, minder gereedschapslijtage en kortere CNC-cyclustijden.

Juiste schroefdraadlengte

De schroefdraadlengte moet voldoende zijn om de belasting te kunnen dragen. Te lange schroefdraad biedt geen noemenswaardig voordeel. Integendeel, het is zowel financieel als qua productiviteit duurder. Voor staal wordt een optimale inschroeflengte van 1 maal de diameter van de bevestiging aanbevolen. Voor zachtere metalen is dit 1.5 tot 2 maal de diameter.

Tuofa-casestudie: Draadsnijden van blinde gaten in hydraulisch verdeelstuk

Onze klant had een op maat gemaakt hydraulisch verdeelblok nodig voor een compact hydraulisch besturingssysteem. Het onderdeel werd gefreesd uit 6061-T6 aluminium en vereiste meerdere schroefdraadaansluitingen voor kleppen, fittingen en drukaansluitingen.

Het ontwerp van het hydraulische verdeelstuk omvatte:

• Totale afmetingen: circa 120 x 80 x 50 mm
• Materiaal: 6061-T6 aluminium
• meervoudig G1/4 en M8 draadgaten
• Diverse blinde schroefgaten met beperkte diepte
• Inwendige, dwarsgeboorde kanalen voor hydraulische doorstroming.
• Vlakke afdichtingsoppervlakken die een lekvrije montage vereisen.

Machinale uitdaging

De klant had 8 mm bruikbare schroefdraaddiepte nodig in diverse blinde gaten voor een veilige installatie van de klep en de fitting. De beschikbare gatdiepte was echter beperkt omdat de interne oliekanalen zich direct achter de schroefdraadgedeelten bevonden.

Eindresultaat

Door de taptechniek toe te passen, wist Tuofa de gewenste schroefdraadverbinding te realiseren zonder de oorspronkelijke afmetingen van het verdeelstuk te wijzigen. De volgende resultaten werden behaald:

• Verhoogde bruikbare schroefdraaddiepte van 5 mm tot 8 mm, waarbij aan de bevestigingseisen van de klant wordt voldaan.
• Het oorspronkelijke compacte ontwerp van het spruitstuk is behouden gebleven zonder de dikte van het blok te vergroten.
• Een consistente draadkwaliteit werd bereikt over meerdere blinde gaten met schroefdraadmeterinspectie.
• Het risico op breuk van de tap is verminderd door de gatdiepte te optimaliseren.

Conclusie

Een bodemtap is een gereedschap voor het tappen van blinde gaten. Het creëert een schroefdraad zeer dicht bij de bodem van het gat. Hierdoor kan de diepte van blinde gaten optimaal worden benut. Het is handig in situaties waar gewicht of ruimte een beperkende factor is. De kwaliteit van de schroefdraad die ermee wordt geproduceerd, is beter dan bij andere tapmethoden. Hoewel er enkele uitdagingen zijn bij het gebruik van bodemtappen, kunnen, mits het proces geoptimaliseerd wordt, goede resultaten worden behaald zonder grote problemen.

FAQ

Wordt een bodemtap alleen gebruikt voor blinde gaten?

In de praktijk worden ze alleen gebruikt voor blinde gaten. Theoretisch gezien kunnen ze echter ook voor doorlopende gaten worden gebruikt.

Kun je beginnen met een bodemkraan?

Een bodemtap is niet bedoeld om een ​​tap te starten. Sterker nog, hij wordt gebruikt om af te werken.

Welke materialen zijn lastig om tot op de bodem af te tappen?

Harde materialen genereren een te hoog snijkoppel. Zachte metalen produceren lange, vezelige spanen. Beide situaties zijn lastig.