Draadtappen is vooral kwestie van juiste keuzes maken

Waarop letten voor een optimaal eindresultaat?

De keuze van de juiste tap hangt in hoofdzaak af van het te bewerken materiaal en het type gat dat gemaakt moet worden. In functie daarvan kies je bijvoorbeeld voor een gespiraliseerde spaangroef in plaats van voor een rechte. Bij snijdend tappen staat of valt de kwaliteit van het tapproces en de schroefdraad met de spaanafvoer. Maar niet alle tapmethoden vormen spanen. Bij roltappen wordt het materiaal plastisch vervormd, en dat biedt bepaalde voordelen. Misschien is dat wel een betere keuze voor jouw toepassing. Daarnaast heb je nog een andere knoop door te hakken: kies je voor universele tappen of rechtvaardigt je seriegrootte exemplaren die specifiek op je proces zijn afgestemd? In dit artikel staan we stil bij een aantal van die dilemma’s en bespreken we andere belangrijke aandachtspunten.

Kleine foutenmarge

Op zich is draadtappen een relatief eenvoudige bewerking, alleen komt ze meestal in de laatste fase van het productieproces, waardoor er meer druk op de schouders van de operator komt te liggen om de bewerking bedrijfszeker en nauwkeurig af te ronden.

Naargelang de toepassing en de sector waarin ze gebruikt worden, bestaan er tal van soorten schroefdraad. De meeste daarvan zijn genormeerd volgens zowel internationale (bv. ISO) als nationale normen (bv. ANSI in de Verenigde Staten). Dat wil zeggen dat de geometrische parameters en de toleranties van de schroefdraad zijn gespecifieerd. Denk aan de diameter, spoed en draadrichting.

Die duidelijke afspraken moeten ervoor zorgen dat schroefdraadcomponenten onderling uitwisselbaar en compatibel zijn. Ook dat verkleint de foutenmarge, waardoor het extra belangrijk wordt om de juiste keuzes te maken.

Afstemming tap op materiaal en gattype

Cruciaal bij snijdend tappen is de spaanafvoer. De combinatie van een specifieke afschuining met de vorm van de spaangroef van de tap leidt de spanen ofwel naar boven ofwel naar beneden. Lees: spaanevacuatie vormt minder een probleem dan vroeger, met als gevolg dat spaankamers niet meer vol geraken.

Onder meer door die ontwikkeling kan je tegenwoordig een draadgat in één keer op maat tappen. We gaan er dan wel van uit dat je op beide vlakken de correcte keuzes maakt, rekening houdend met zowel het te bewerken materiaal als het type gat.

Aanschuining of chamfer

Aan de neus van de tap voorzien gereedschapsfabrikanten een chamfer of aanschuining die de schroefdraad in meer of minder stappen vormgeeft. De lengte en tapsheid van de chamfer bepalen de verdeling van de snijdende werking over de diverse tanden, en daarmee ook de spaandikte. We belichten kort de drie meest gangbare aanschuiningstypen: B, C en E.

Type tap

Op basis van de spaangroef kunnen we eigenlijk drie types van tappen onderscheiden: met rechte spaankamer (straight flute), met gespiraliseerde punttap (spiral gun point) en tot slot degene met spiraalvormige spaankamer (spiral flute). Het zijn opnieuw vooral het type gat en het materiaal die de keuze zullen bepalen. Je zal merken dat er ook een link is met het aanschuintype.

Universele of speciale tappen?

Behalve met de coating kunnen de fabrikanten ook met een aantal geometrische parameters spelen om het verschil te maken. Een grotere vrijloophoek, bijvoorbeeld, helpt ontegensprekelijk bij het tappen van taaiere, harde materialen. Maar daar staat tegenover dat een grotere vrijloophoek de vertanding verzwakt.

Behalve met de coating kunnen de fabrikanten ook met een aantal geometrische parameters spelen om het verschil te maken

Het is daarom zoeken naar het juiste evenwicht, en elke fabrikant doet dat net iets anders. Op die manier ontstaan aan de ene kant universele, breed inzetbare tappen, en gespecialiseerde tappen aan de andere kant. Die laatste zijn via de optimalisatie van het aantal tanden en de coating, bovenop aangepaste snij- en vrijloophoeken en het eventuele gebruik van interne koelkanalen, specifiek ontworpen voor een bepaalde materiaalgroep of toepassing.

Hun rendement zal daar dus zeker hoger liggen. Anderzijds zijn ze duurder en beperkter in hun toepassingsbereik. Of de investering aan de orde is, zal in de eerste plaats van je seriegrootte afhangen en de vraag of de desbetreffende onderdelen vaak terugkeren.

Ook de kost van het onderdeel speelt natuurlijk mee. Het keerpunt is echter te afhankelijk van de specifieke situatie om daar concrete cijfers aan te verbinden. Dit bekijk je best in samenwerking met je leverancier (wellicht ook aan de hand van praktijktesten).

Roltappen of snijdend tappen?

Tot dusver hebben we het alleen nog maar over snijdend tappen gehad, maar de voordelen van roltappen zijn in sommige gevallen dermate groot dat die methode zeker de overweging waard is. In tegenstelling tot bij het snijdend tappen komen er bij roltappen geen spanen aan te pas. Het gaat om een lokale plastische vervorming van het materiaal.

Het bewerkingsproces zal dus nooit vastlopen als gevolg van achtergebleven spanen. De kwaliteit van de schroefdraad is bij het roltappen ook net dat tikkeltje beter, getuige de grotere trek- en vermoeiingssterkte. Dit alles bij een langere standtijd van het gereedschap.

De afwezigheid van spaankamers maakt het tapontwerp namelijk sterker en stabieler. Tegelijk verbetert de oppervlaktegesteldheid en is de correcte maatvoering gegarandeerd tot op de opgegeven diepte. Weet wel dat de vorming van de draadtop onvolledig is.

Om die reden keuren onder meer de voedingsindustrie, de farmacie en de ruimtevaart op deze manier gevormde schroefdraden af. Doordat de schroefdraad het resultaat is van een plastische vervorming van het materiaal, beperkt de inzetbaarheid van roltappenzich tot materialen met voldoende elasticiteit (As > 10%).

Dat is overigens het geval bij de meeste soorten staal, inox en aluminium. Roltappen vraagt een hoger vermogen van de machine. De voorboordiameter zal ook groter moeten zijn, met een nauwere tolerantie bij het kerngat.

TIPS

Om af te sluiten nog een paar uiteenlopende aandachtspunten die we graag verpakken als tips.

Tip 1. Gebruik boortapgereedschap alleen bij dunwandig materiaal zoals profielen en buizen, en alleen in doorlopende gaten. Boortapgereedschappen combineren twee bewerkingen in één gereedschap zodat je een stap kan overslaan en er tijd bespaard kan worden. Maar daar betaal je wel een prijs voor in de vorm van een aanzienlijk kortere standtijd. Logisch ook. Waar je normaal boort met een voeding van circa een tiende, hanteer je nu een snedediepte van bijvoorbeeld 1,5 mm. Dat heeft een aanzienlijke impact op je boor.

Tip 2. Houd de spaanvorming goed in de gaten. Als je weet waarop je moet letten, kun je aan de spanen heel veel aflezen over de kwaliteit van je tapproces. Te harde spanen wijzen bijvoorbeeld op een tekort aan koelmiddel. Ook het geluid dat de machine maakt, is een toetssteen. Een hoog gepiep is nooit een goed teken. Fabrikanten van snijgereedschappen geven daar geregeld infosessies over, mocht dit topic je interesseren.

Tip 3. Vervang je boorgereedschap op tijd. Voorboren hoort bij het tapproces. Let erop dat je boor niet al te bot is geworden. Een te bot gereedschap zal in inox en rvs het oppervlak zodanig verharden dat het je tapproces negatief zal beïnvloeden. De impact kan heel groot zijn.

Tip 4. Doe een beroep op speciale taphouders. Elke machine heeft een omkeerfout. Door speciale taphouders te gebruiken, die voor een axiale en radiale compensatie zorgen, kan je het effect daarvan sterk reduceren en tegelijkertijd zowel de standtijd van je gereedschap als de rondomnauwkeurigheid verhogen.

Tip 5. Geef ook de snijolie genoeg aandacht. De keuze van de emulsie kan een belangrijk effect hebben op de standtijd, met name bij roltappen en moeilijk verspaanbare materialen. De emulsie zorgt voor een betere spaanafvoer en heeft een koelende en smerende functie. Volg daarom zeker de aanbevelingen van de leverancier.

Met medewerking van Dormer Pramet, Iscar, Sandvik en Seco Tools