Pressgjutningstekniken möjliggör tillverkning av monteringsfärdiga komponenter genom att snäva toleranser kan erhållas. Gängor kan delvis gjutas direkt.

Gjutna gängor

Gjutna utvändiga gängor kan tillverkas med snäva toleranser. Följande riktvärden för toleranser gäller för pressgjutgods:

  • Aluminiumpressgjutgods. Riktvärde h11.
  • Zinkpressgjutgods. Riktvärde h9
  • Magnesiumpressgjutgods. Riktvärde h10

Förutom tillverkningstoleransen måste nödvändig konicitet för uttagning ur verktyget beaktas Noggrannast kan gängor tillverkas i zinkpressgjutgods. Gängtoleranserna måste avstämmas mot pressgjutningstoleranserna

Gjutning av utvändiga gängor är i princip möjligt. Man lägger gängan med sin axel i verktygsdelningen och utnyttjar formdelningen eller fasar av gängan vid verktygsdelningen, se bild:

Gänga i verktygsdelningen med avfasning för att undvika en grad.

Mindre utvändiga gängor åstadkoms genom ingjutning av gängade bultar. Utförandet av sådana ingjutningar bör vara enligt bild 18 för att en bult vid belastning av gängan inte vrider sig eller dras ut och för att ingen flytande metall skall tränga in vid formfyllningen. Ofta är en icke genomgående gänga tillräckligt. Beakta att den ingjutna delen måste fixeras axiellt.

Invändiga gängor gjuts endast i specialfall och därvid i mycket stora serier. I många fall är det mer ekonomiskt att framställa gängan genom mekanisk bearbetning.

 

Gängor genom bearbetning av gjutgodset

Ofta tillverkas gängor genom skärande bearbetning efter gjutningen. I det fallet bör man ta hänsyn till följande faktorer:

  • Genomgående hål kan i regel upp till 2,5 * d gängas utan en uppborrning av det förgjutna hålet
  • Ej genomgående hål kan också upp till 2,5 * d gängas. Dock måste gängningen i hålet ske i 2 till 3 omgångar

I tabellen nedan visas vilka toleranser som är nödvändiga vid förgjutna hål för att kunna gänga utan förborrning. Med gjutaren bör i konkreta tillämpningar göras en avstämning om dessa toleranser kan innehållas.

Gänga

Tolerans för det förgjutna hålet (mm)

M1,6 – M2,6

+/-0,02

M3 – M5

+/-0,03

Däröver

+/-0,05

Gängan kan tillverkas genom skärande bearbetning eller gjutning. Gjutna gängor uppvisar bättre struktur och hög draghållfasthet. Inga spånor bildas och därigenom ingen nödvändig borttransport av spånor. Det förgjutna hålet måste tillverkas med stor noggrannhet. För det mesta begränsas toleransen hos kärndiametern för gängan till mitten på djupet. (Gjutna gängor se DIN13, del 50)

Självgängande skruvar kan med utmärkt resultat införas i förgjutna hål. Diametern på hålet måste dock vara noggrant anpassad.

Med flerspindelmaskiner kan med gott resultat flera gängor göras i förgjutna hål.

Vid tillverkning av gängor i en bearbetningscell (frästa gängor) måste överenskommelse träffas med gjutaren om ett hål skall borras.

Fördel med förgjutning är mindre porositeter och att avfasning är möjlig. Nackdelen är att tillverkningen blir mindre noggrann, eftersom borret under vissa omständigheter inte löper parallellt med borraxeln

Gjutna borranvisningar kan ha en förskjutning

Förspänningen av gängan bortfaller generellt genom metallens flytande vid zink- och magnesiumgjutgods. Vid aluminiumpressgjutgods sker förspänningsbortfallet vid temperaturer > 175°C.

 

Gängor framtagna genom insats av bussningar

En ytterligare teknik för erhållande av gängor är inpressning av gängade insatser. Detta kännetecknas av utmärkt tekniskt värde.

En beprövad teknik är gänginsatser, som i efterhand sätts in i förgjutna hål i gjutstycket. Vid iskruvningen i ett förborrat eller gjutet hål utan gängor skär bussningen själv med sina skarpa kanter själv gängan. Iskruvningen av bussningen måste göras med specialverktyg.

Insatsgänga enligt Ensat-modell.

Vid ”Heli-coil”-insatsen, se bilden nedan, handlar det om en fjädrande spiral i krom-nickelstål. Den höghållfasta, elastiska och mycket jämna gänginsatsen verkar spänningsutjämnande och säkrar en god gängkontakt över hela inbyggnadslängden. Hållfastheten hos ett förband ökas med i genomsnitt 25 till 30 procent. Därigenom kan många gånger användas en mindre inbyggnadslängd eller en mindre diameter. I speciella fall är det möjligt att minska väggtjockleken. I många fall blir en extra skruvsäkring onödig. För förskärning av ”Modergängan” erfordras speciella Heli-Coilborr. Dessutom kräver iskruvningen av gängspiralen specialverktyg.

Gänginsats av typen ”Heli-Coil”

Kärnstift för gängpressande skruvar

Lönsamheten hos pressgjutna komponenter kräver minskning av skärande bearbetning och i stället så långt som möjligt färdiggjutna geometrier. Undvikande av borrning och gängskärning är möjligt genom användning av gängpressande skruvar enligt DIN 7500 och gjutna hål. Denna gänga visar vid i övrigt samma förutsättningar betydligt högre motståndskraft än den skurna gängan (cirka + 20%). Beroende på skruvtillverkare och skruvens gängform rekommenderas olika hål med så snäva toleranser som möjligt med minimal släppning (0,5°). DIN 7500-2 ger rekommendationer för kärnhålsplacering varvid som diameter avses medelvärdet för största och minsta skruvhål. Diametern skall anpassas till ythårdhet hos materialet och till skruvtyp och empiriskt utgående från försök godkännas.

 

Exempel på utformning och geometribeskrivning av ett M3-kärnhål.

 

Minsta realiserbara kärnhål är beroende av komponentstorlek och förekommande krympkrafter på kärnstiften (vid aluminium minst M2,5 – M3).

Deformation av ett kärnstift genom krympning.

Införings- och centreringshjälpmedel underlättar vinkelrät ansättning av skruven vid montage och minskar risken för att kärnan böjs. Stödytor kan undvika deformation och brott på kärnstiften i verktyget.

Radier i hålets botten underlättar uttagningen av gjutgodset ur verktyget.

En ytbeläggning på kärnan ökar livslängden och minskar risken för aluminiumvidhäftning och förslitning. En kombinerad moment- och vridvinkelövervakad skruvautomat garanterar önskad återupprepning och processäkerhet.

Vid första isättningen av en skruv skall momentet för skärning av gängan adderas till fastlåsningsmomentet. Vid en följande fastskruvning bortfaller momentet för skärning av gängan, vilket innebär att åtdragningsmomentet även i detta fall skall specificeras.

I specialfall med krav på reducerad press på ytan under skruvhuvudet – exempelvis vid fastskruvning av plastmaterial – kan polygonformade hål användas med reducerat fastlåsningsmoment.

Polygonformat kärnhål.

 

4643