Gjenger i støpte deler — støpt, skåret eller innsats

Nesten hver eneste støpte del vi lager har minst én gjenge. Det er ikke overraskende — en komponent skal festes til noe.

Det som overrasker er hvor ofte gjengevalget tas sist, etter at geometrien er låst. Da er alternativene færre og dyrere enn de trengte å være.

To tall avgjør alt

Før du velger metode, svar på dette:

1. Hvor mange ganger skal skruen ut igjen? Én gang ved montering og aldri mer? Ved hvert servicebesøk? Ved hver flytting av møbelet?

2. Med hvilket moment trekkes den? En M4 i et deksel og en M10 i et bærende forband er ikke samme problem.

Aluminium og sink er mykere enn stålskruen som går inn i dem. Gjenger i mykt metall slites, og de slites raskere jo høyere momentet er og jo flere ganger de brukes. Hele valget handler om å matche metoden til belastningen.

Metode 1: Støpt gjenge

Gjengen formes direkte i verktøyet. Ingen etteroperasjon.

Når det fungerer: grove gjenger som skrus én gang og blir stående, der toleransekravet er lavt, og der gjengen ligger i uttrekksretningen.

Begrensningene, i rekkefølge:

Toleransen er støpetoleranse, ikke gjengetoleranse. Gjengen blir grovere og passer mindre presist enn en skåret gjenge.

Gjengen må ligge i uttrekksretningen. En gjenge på tvers av åpneretningen er en underskjæring og krever enten en roterende kjerne eller en skyvekjerne. Begge er kostbare, og de forlenger syklustiden.

Slitasje. En støpt gjenge tåler noen få monteringer, ikke mange.

I praksis brukes støpte gjenger sjeldnere enn folk tror, nettopp fordi de fleste gjenger skal brukes mer enn én gang.

Metode 2: Skåret eller formet gjenge

Standardvalget, og det vi gjør mest av. Hullet støpes med kjerne, og gjengen lages i CNC etterpå.

Skåret gjenge fjerner materiale i form av spon.

Formet gjenge presser materialet ut i gjengeprofilen i stedet for å skjære det bort. Det gir ingen spon, en sterkere gjenge fordi materialstrukturen følger profilen i stedet for å kuttes over, og lengre verktøylevetid på gjengetappen.

Sink egner seg særlig godt for forming: materialet er mykt nok til at gjengen formes rent uten å rive, og hardt nok til at den holder under tiltrekking. Det er en av grunnene til at sink er et undervurdert materiale for beslag og deksler som skal skrus fra hverandre.

Forutsetningen er hullet. Kjernehullet må støpes med riktig diameter:

• For trangt gir hard gjenging, høy belastning på tappen og risiko for brudd i hullet.
• For stort gir en gjenge som ikke får nok materiale å bite i, og som ryker ved lavere moment enn beregnet.

Fordi støpetoleransen er grovere enn gjengetoleransen, må hullet dimensjoneres mot toleransens ugunstigste utslag — ikke mot en gjennomsnittsdel.

Metode 3: Gjengeinnsats

En stålgjenge settes inn i delen. Innsatsen kan presses, varmesettes, ultralydsettes eller skrus inn.

Når det er riktig: når gjengen skal tåle mange demonteringer, når momentet er høyt, eller når en stålbolt i mykt metall ellers ville slitt ut gjengen i løpet av produktets levetid.

Kostnaden: en operasjon ekstra og en innkjøpt komponent. Innsatsen krever dessuten plass rundt hullet — det må tas hensyn til i geometrien, og det er en av grunnene til at gjengevalget bør tas før designet er låst.

Hvor dyp skal gjengen være?

Et vanlig spørsmål, og et der lærebokverdien er verdt å kjenne.

I stål regner man ofte med at inngrepslengden bør være rundt én gjengediameter. I mykere materialer som aluminium og sink må den være vesentlig lengre, fordi hver gjengegang tåler mindre.

Alminnelig praksis er å legge inn betydelig mer inngrep i lettmetall enn i stål — og å kontrollere det mot faktisk moment framfor å stole på en tommelfingerregel. Er forbindelsen kritisk, bør inngrepslengden regnes ut fra bolt- og materialdata, ikke antas.

Praktisk konsekvens for konstruktøren: skruetårnet må være høyt nok. Og et høyt tårn er et sted der gods hoper seg opp, som gir sugehull — derfor må det hules ut fra baksiden og festes til veggen med en ribbe.

Gjengevalg og støpbarhet henger altså direkte sammen.

Beslutningstabellen

	Støpt gjenge	Skåret eller formet	Gjengeinnsats
Toleranse	Støpetoleranse	Gjengeklasse	Gjengeklasse
Tåler demontering	Få ganger	Mange ganger	Flest ganger
Egnet for høyt moment	Nei	Middels	Ja
Kostnad per del	Lavest	Én operasjon	To operasjoner
Krav til geometri	Må ligge i uttrekksretningen	Krever tilgang for verktøy	Krever plass rundt hullet
Typisk bruk	Grov gjenge, monteres én gang	Standardvalget	Service- og slitasjeutsatte forbindelser

Hvorfor det betyr noe hvor gjengen lages

Gjengen er der delen faktisk møter kundens produkt. Ligger den 0,2 mm feil i posisjon, passer ikke delen — uansett hvor perfekt resten av geometrien er.

Skjer støpingen ett sted og gjengingen et annet, har du to leverandører når det skjer. Var hullet støpt feil, eller var det oppspenningen i fresen? Begge har et godt argument for at det var den andre.

Hos oss skjer begge deler i samme bygg. Det betyr ett ansvarspunkt, og det betyr at feilen oppdages ti meter unna der den oppsto framfor i en annen bedrift som må finne tid til å se på den.

Ett av produkteksemplene våre er nettopp dette: en brakett presstøpt i sink som gjenges og gjøres ferdig hos oss, slik at kunden kan bruke den direkte i egen montering.

Begrepene, presist

Tre ord brukes om hverandre i forespørsler, og det lønner seg å skille dem. Innstøpte gjenger er gjenger formet direkte i støpeverktøyet, uten etterarbeid. Gjengeskjæring er gjenger skåret eller formet i CNC-maskinen etter støping. En gjengeinnsats er en bøssing i et annet materiale som settes inn i et støpt hull. De tre koster ulikt, tåler ulikt og krever ulikt av tegningen.

Det du bør oppgi

Send tegningen med gjengedimensjon, tiltrekkingsmoment og et anslag på hvor mange ganger forbindelsen skal demonteres.

Med de tre opplysningene svarer vi konkret på hvilken av de tre metodene som er riktig — og på om skruetårnet er høyt nok og konstruert slik at det ikke gir sugehull.