Gängformning

Vad är formning av gängor?

Formning av gängor är en metod där en gängformare skapar gängprofilen i arbetsstycket genom plastisk deformation, utan att det bildas spån. Till skillnad från konventionell (skärande) gängning avlägsnas inget material från hålet, utan materialet pressas och formas till gängans profil. Formning av gängor bygger på kallbearbetning och är en vanlig metod inom verkstadsmiljöer där man eftersträvar starka och exakta invändiga gängor på ett effektivt och rent sätt.

Formning av gängor kallas även valsning av gängor, och är nära kopplad till begrepp som gängsnitt, gängning och plastisk deformation, vilka ofta används inom bearbetningsindustrin.

Princip för formning av gängor

Den gängformare som används i processen avverkar inte material och har därför inga spånkanaler för spånavlägsning. Profilen på formaren är utformad för att varsamt pressa materialet i sidled, så att gängans toppar och bottnar formas utan förlust av material. Det är viktigt att hålets startdiameter är exakt – är hålet för litet blir kraftpåverkan för stor, är det för stort försvagas gängans form och hållfasthet.

Eftersom inget material avlägsnas bildas inga spånorsakade mikrorepor i gängans botten. Istället komprimeras materialets struktur och kornen följer gängprofilen, vilket förbättrar gängans utmattningsstyrka. Denna egenskap är särskilt viktig vid bearbetning där delarna utsätts för växlande belastningar.

Fördelar med gängformning i bearbetningsprocesser

Gängformning erbjuder flera fördelar i verkstadsmiljö. Eftersom processen är spånfri blir det inga spån kvar i hålet, vilket är särskilt viktigt vid bottenhål och i automatiserad CNC-bearbetning. Behovet av spåntransportör eller rengöring med tryckluft minskar, och processen är kontrollerad även i djupare hål – ofta ner till cirka 3–3,5 × D i djup.

Gängytan får ofta en exceptionellt fin yta med lägre ytjämnhet än vid konventionell skärande gängning. Samtidigt förbättras tryck- och utmattningshållfastheten tack vare deformationshärdning. Verktygens livslängd är vanligtvis lång, eftersom skäreggarna inte belastas av spånbildning och belastningen fördelas över hela formytan.

Ur produktionssynpunkt möjliggör gängformning högre varvtal och jämnare process, vilket ökar produktiviteten – särskilt vid serieproduktion.

Krav för gängformning

Gängformning passar inte för alla material. Materialet måste vara tillräckligt segt och formbart. Typiska lämpliga material är konstruktionsstål, rostfritt stål, aluminium, mässing och koppar. Ofta rekommenderas att draghållfastheten inte överskrider cirka 1200 N/mm², men den exakta gränsen beror på materialets seghet och smörjning.

Smörjning är avgörande, då själva formningen ger höga yttryck och friktion. Rätt val av skärvätska eller formolja minskar friktionen, förbättrar ytkvaliteten samt ökar gängformarens livslängd. Maskinens tillgängliga moment är också viktigt, eftersom gängformning kräver mer vridmoment än skärande gängning.

Förborrningen är en viktig del av metoden. Håldiametern görs typiskt större än vid skärande gängning, så att det finns tillräckligt med material för att skapa korrekt gängprofil enligt toleranser.

Gängformning kontra skärande gängning

Vid skärande gängning skär snittet bort material för att bilda gängan, vilket bildar spån. Det lämpar sig för hårda eller spröda material, men kräver spånhantering och kan försvaga strukturen vid gängans botten.

Vid gängformning formas materialet utan att ta bort något. Resultatet blir en tät och stark gänga med jämn yta som tål belastning bra. Dock kräver metoden noggrann processkontroll, effektiv smörjning och lämpliga materialval.

I verkstäder avgörs valet mellan gängformning och skärande gängning ofta av det bearbetade materialet, batchstorlek, maskinkapacitet och kvalitetskrav.

Sammanfattning

Gängformning är en effektiv och pålitlig metod för invändig gängning inom bearbetning. Metoden bygger på plastisk deformation utan spånavlägsning, vilket resulterar i starka och släta invändiga gängor. Korrekt utförd förbättrar gängformning gängans utmattningshållfasthet, minskar problem orsakade av spån, samt ökar produktiviteten i verkstaden. Ett lyckat resultat kräver dock rätt materialval, exakta förborrningsmått, tillräcklig kraft samt effektiv smörjning.