Draadfrezen versus tappen: een uitgebreide vergelijking voor precisiebewerking

Introductie:

In de wereld van precisiebewerking is het selecteren van de juiste methode voor het maken van schroefdraad cruciaal voor het bereiken van de beste resultaten op het gebied van sterkte, oppervlakteafwerking en algehele kosteneffectiviteit. Tot de meest gebruikte methoden voor het maken van schroefdraad behoren draadfrezen en tappen. Hoewel beide methoden effectief zijn, hebben ze elk hun voordelen, beperkingen en best-use-scenario's.

In dit artikel duiken we diep in de fijne kneepjes van het draadfrezen en tappen, onderzoeken we wanneer de ene methode de voorkeur verdient boven de andere, en analyseren we factoren zoals materiaaleigenschappen, draadgrootte, gatdiepte en productievolume.

1. De basisprincipes van draadfrezen en tappen begrijpen:

Draadfrezen:
Bij draadfrezen wordt gebruik gemaakt van een roterende frees om schroefdraad in een gat te creëren. De frees beweegt langs het oppervlak in een spiraalvormig pad en vormt het gewenste draadprofiel. Dit proces wordt uitgevoerd met behulp van een CNC-freesmachine en het gereedschap heeft doorgaans meerdere snijkanten die tegelijkertijd in het materiaal grijpen.

Tikken:
Tappen daarentegen is een proces waarbij een tapgereedschap (vergelijkbaar met een boor met snijdraden) wordt gebruikt om interne schroefdraad te creëren door het gereedschap in het gat te draaien. Tappen gebeurt meestal met behulp van een CNC-draaibank of een verticaal bewerkingscentrum.

2. Belangrijkste verschillen:

2.1. Gereedschapsvereisten:
Draad frezen : Vereist een gespecialiseerde frees met meerdere snijkanten, die zowel rechts- als linkshandige schroefdraad kan creëren.

Tikken: Uses a single-point tool that cuts threads directly into the material, and there are different taps for different materials and thread forms.

2.2. Machine-instellingen en veelzijdigheid:
Draadfrezen: Offers more versatility as it can be used to create a variety of threads, including larger sizes or custom profiles, on both blind and through holes. It can also be done on a CNC mill, which is more versatile in terms of general machining operations.

Tikken: Typically requires a dedicated tapping cycle, making it somewhat less versatile in terms of setup and customization compared to thread milling.

2.3. Draadnauwkeurigheid:
Draadfrezen: Typically provides a higher level of accuracy and surface finish because the cutter does not have to engage the material at the same point as a tapping tool. It's also easier to adjust parameters for thread size during the milling process.

Tikken: Tapping may experience slight inaccuracies due to tool wear, especially in hard materials. It can also have issues like tool breakage in deeper holes or irregular threads in challenging materials.

3. Materiële overwegingen:

3.1. Harde materialen (bijv. roestvrij staal, titanium):
Draadfrezen: Ideal for hard materials as it reduces the risk of tool breakage. Thread milling also doesn’t generate as much heat as tapping, which helps maintain tool life and quality.

Tikken: In hard materials, tapping can be slower and more prone to tool breakage. Also, tapping deep holes in hard materials is generally not recommended because of potential tool deflection and failure.

3.2. Zachte materialen (bijv. aluminium, messing):
Draadfrezen: Works well for soft materials but might be slower than tapping due to the multi-cutting-edge nature of the operation.

Tikken: Faster in soft materials, as it’s a more direct process with minimal setup required.

4. Factoren die de beslissing beïnvloeden:

4.1. Draadmaat en diepte:
Draadfrezen: Works well for larger threads (above 1/2” in diameter) and deep threads. It’s especially effective for creating internal threads that are deeper than the length of a typical tap.

Tikken: Best suited for shallow threads, generally under 1” in diameter. The deeper the thread, the more likely tapping will cause issues like tap breakage or thread deformation.

4.2. Cyclustijd en productievolume:
Draadfrezen: The cycle time is generally longer due to the process’s complexity, and while it can be optimized with multi-tooth cutters, it’s not as fast as tapping in many cases. However, in low-volume or custom runs, it may be the better option due to its versatility.

Tikken: Tapping tends to be faster in high-volume production when making threads in shallow holes with a small diameter. The faster tool engagement allows quicker threading, especially for industries requiring large quantities of parts.

4.3. Spaancontrole:
Draadfrezen: Thread milling produces continuous, manageable chips, reducing the risk of chip buildup and allowing for better heat dissipation.

Tikken: Can produce short, broken chips, which may become trapped in the hole and lead to issues like chip packing or tool clogging. Special care must be taken to ensure chip evacuation, especially in deeper holes.

5. Voordelen van draadfrezen:

Veelzijdigheid: Draadfrezen kan een grote verscheidenheid aan draadvormen creëren, inclusief niet-standaard en overmaatse schroefdraden.

Precisie: Hogere nauwkeurigheid, vooral voor grotere of diepere schroefdraden.

Standtijd van gereedschap: Gereedschap gaat langer mee dankzij de minder agressieve snijwerking.

Geen noodzaak voor voorgeboorde gaten: Draadfrezen is niet afhankelijk van de grootte van het gat, wat een grotere flexibiliteit in gatgroottes mogelijk maakt.

Multitaskingmogelijkheden: Een CNC-freesmachine kan worden gebruikt voor andere bewerkingen, zoals vlakfrezen, boren of contourfrezen, wat de efficiëntie verhoogt.

6. Voordelen van tikken:

Snelheid: Tappen is een snel proces, vooral voor ondiepe draden in zachte materialen.

Eenvoud: De installatie en het gereedschap zijn relatief eenvoudig en kosteneffectief in vergelijking met draadfrezen.

Lagere gereedschapskosten: Tapgereedschappen zijn over het algemeen goedkoper dan draadfrezen, waardoor het economischer is voor toepassingen met grote volumes en ondiepe schroefdraad.

Consistentie: Bij productieruns met grote volumes is het tappen doorgaans consistenter in de draadvorming en is het gemakkelijker te automatiseren.

7. Toepassingen die het meest geschikt zijn voor draadfrezen:

Grote schroefdraadmaten: Draadfrezen is ideaal voor grotere schroefdraad (meer dan 1/2”) of toepassingen met hoge precisie.

Diepe of blinde gaten: Bij het werken met diepe gaten zorgt draadfrezen voor een betere controle over de gereedschapsafbuiging en de nauwkeurigheid van het draadsnijden.

Moeilijk te bewerken materialen: Draadfrezen is vaak de beste methode voor moeilijke materialen zoals hoogwaardig staal, roestvrij staal en titanium.

Complexe draadvormen: Met draadfrezen kunnen eenvoudig niet-standaard of aangepaste draadprofielen worden gemaakt, waardoor het ideaal is voor nichetoepassingen.

8. Toepassingen die het meest geschikt zijn voor tikken:

Kleine, ondiepe schroefdraad: Tappen is effectief voor het maken van kleine en ondiepe schroefdraad in zachte tot middelzware materialen.

Productie in grote volumes: Wanneer u snel een groot aantal onderdelen met schroefdraad moet produceren, is tappen vaak de voordeligste keuze.

Eenvoudige schroefdraadvereisten: Voor eenvoudige, standaard schroefdraad is tappen efficiënt en kosteneffectief.

Conclusie:

Kortom, zowel draadfrezen als tappen hebben hun respectievelijke voordelen en beperkingen. De keuze tussen de twee methoden hangt af van verschillende factoren, waaronder materiaalhardheid, draadgrootte, gatdiepte, productievolume en draadkwaliteitseisen.

Voor grotere, diepere en uiterst nauwkeurige schroefdraden is draadfrezen vaak de superieure keuze.

Voor kleinere, ondiepere draden in zachtere materialen blijft tikken een betrouwbare en snellere optie.