Methoden und Fähigkeiten zum Fräsen von Gewindebohrungen mit großem Durchmesser

Warum einen Gewindefräser verwenden, um Gewindelöcher mit großem Durchmesser zu fräsen?

Wenn ein Loch mit einem Gewinde versehen werden muss, kann grundsätzlich herkömmliches Gewindeschneiden, Kaltumformen oder Gewindefräsen durchgeführt werden.

Gewindefräsen ist die erste Wahl, wenn es sich um eine große Bohrung handelt, also um eine Bohrung mit einem Durchmesser von 1″ bis 1,5″ oder mehr, oder um ein konisches Rohr.

Ein Teil des Grundes ist:

Bei größeren Gewindeanwendungen können die Gesamtkosten für die Anwendung eines Gewindebohrers höher sein als beim Gewindefräsen. Beispielsweise können größere Wasserhähne 1.000 $ oder mehr kosten.

Wenn ein spezieller Wasserhahn erforderlich ist, werden die Kosten für den Wasserhahn höher sein. Möglicherweise haben Sie Gewindebohrungen mit größerem Durchmesser, aber es gibt keine Standard-Gewindebohrergröße.

Obwohl die Anschaffungskosten für das Fräsen von Gewindelöchern höher sind, ermöglicht es eine höhere Produktivität und macht die Bearbeitung wirtschaftlicher.

Für Bohrungen mit einem Durchmesser von 1 Zoll oder größer ist das mehrschneidige Gewindefräsen, bei dem alle Gewinde gleichzeitig hergestellt werden, die schnellste Methode.

Gewindebohren und Gewindefräsen

Gewindebohren ist eine gängige Methode zur Herstellung von Innengewinden, aber das bedeutet nicht unbedingt, dass es die beste Methode ist.

Da beim Gewindefräsen Spiralinterpolation zum Schneiden von Gewinden auf einer CNC-Maschine mit drei simultanen Achsen verwendet wird, ist das Werkzeug kleiner als der Durchmesser des zu bearbeitenden Lochs. Wenn also der Gewindefräser beim Gewindeschneiden bricht, bleibt er nicht im Teil hängen und kann einfach entfernt werden. Das reduziert die Nacharbeitskosten auf jeden Fall! Wenn es sich um einen kaputten Wasserhahn handelt, müssen Sie den Wasserhahn verbrennen, und oft müssen Sie viel nacharbeiten oder das Teil verschrotten.

Anstatt alle Seiten des Lochs wie ein Gewindebohrer anzugreifen, können Sie beim Gewindefräsen freier bearbeiten. Dadurch werden die PS-Anforderungen der Werkzeugmaschine reduziert und gleichzeitig die Produktivität gesteigert.

Dies ist ein freieres Schneidwerkzeug und kann daher mit größeren Oberflächenbereichen arbeiten.

Ein weiterer Vorteil des Gewindefräsens besteht darin, dass Standardwerkzeuge nicht standardmäßige Flankendurchmesser erzeugen können, um die gewünschte Gewindegröße vor Operationen wie Wärmebehandlung oder Galvanisierung zu erreichen. Dies wird erreicht, indem man versteht, wie das Werkstückmaterial bei der Bearbeitung reagiert, sich beispielsweise um einen bestimmten Betrag zusammenzieht oder ausdehnt, und diese Bewegung beim Schneiden von Gewinden kompensiert. Für Gewindebohrer ist eine spezielle Fertigung mit einem nicht standardmäßigen Flankendurchmesser erforderlich.

Das Gewindefräsen hat sich aufgrund seiner Vorteile in entsprechenden Anwendungen immer mehr durchgesetzt. Weil es die Zykluszeit verkürzt und die Standzeit der Werkzeuge erhöht. Es bietet auch sauberere, stärkere Gewinde als beim Gewindeschneiden.

Diese Vorteile werden nur noch verstärkt, wenn große Gewindelöcher gefräst werden. Beispielsweise gibt es bei diesen Anwendungen mehr Platz für die Spanabfuhr und ausreichend Kühlmittel, um effektiv in die Schnittstelle zwischen Werkzeug und Werkstück einzudringen.

Abkühlung

Bei den meisten Gewindefräsanwendungen ist Kühlmittel sehr effektiv, da es nur einen Kontaktpunkt zwischen Werkzeug und Werkstück gibt und die Späne nicht eingeschlossen werden.

Der Wendeschneidplattenfräser übernimmt die Innenkühlung und das integrierte Werkzeug die Überlaufkühlung.

Mehrschneidige Gewindefräser und Tieflochgewindefräser zum Fräsen größerer Lochdurchmesser sollten einen Kühldruck von 1.000 Druck haben.

Bei der Bearbeitung von Aluminiumgewinden mit Hartmetallwerkzeugen kann eine Mikrokühlung eingesetzt werden.

Gewindefräsertyp

Die meisten Gewindebohrungen mit großem Durchmesser können mit Wendeschneidplatten oder auswechselbaren Schneidplatten gefräst werden.

Wünscht der Kunde die Flexibilität, mehrere Steigungen mit einem Gewindefräser bearbeiten zu können, ist ein Gewindefräser mit Wechselplatten besser geeignet. Wenn es um die Bearbeitung mit einer Teilung geht, sind Vollhartmetall-Gewindefräser besser geeignet.

Für kleinere Wende- oder Wechselplatten stehen einschneidige, mehrteilige oder mehrschneidige, einteilige Wendeschneidplatten zur Verfügung.

Mit zunehmendem Durchmesser des zu fräsenden Gewindelochs erlaubt der Platz den Einsatz von mehrschneidigen Wendeschneidplatten. Diese Werkzeuge können Single-Pitch oder Multi-Pitch sein. Aufgrund der kleineren Kontaktfläche zwischen Werkzeug und Werkstück können Anwender Werkzeuge mit einer Teilung viel schneller liefern als Werkzeuge mit mehreren Teilungen. Ein Werkzeug mit mehreren Steigungen hat jedoch einen geringeren Verfahrweg, da es mehrere Gewinde gleichzeitig schneidet. Wenn die Gesamtlänge Ihres Teils 12 Fäden beträgt, müssen Sie nur einen Kreis machen und Sie können loslegen. Ein Single-Pitch-Werkzeug hingegen muss 12 Umdrehungen um das Teil machen, fräst aber schneller.

Bei der Verwendung eines Mehrteilungswerkzeugs haben die Dicke und die Gewindetiefe irgendwann zu viel Kontakt mit der Werkstückoberfläche, und der Schnittwiderstand kann das Werkzeug und die Maschine überfordern.

Auch beim Fräsen von Gewindebohrungen mit großem Durchmesser spielt die Art des Halters eine wichtige Rolle. Ähnlich wie bei jedem Fräsvorgang verbessert die Minimierung des Rundlauffehlers die Standzeit des Werkzeugs und die Qualität der Teile, und ein Fräsfutter oder hydraulischer Halter wird empfohlen.

Fräsfutter zeichnen sich durch Stoßdämpfung und hohe Spannkräfte aus und sind daher ideal zum Gewindefräsen, bei dem viel seitlicher Druck auf das Werkzeug ausgeübt wird. Beim Gewindefräsen erfahren einziehbare Werkzeughalter ein „Hub“-Phänomen, bei dem starke Vibrationen das Werkzeug aus dem Werkzeughalter lösen können.

Ein Motorenhersteller wollte ein 36mm Gewinde in Gusseisen fräsen. Der Hersteller verwendete ausschließlich Schrumpfhalter, hatte aber Probleme beim Gewindefräsen. Ich habe zuerst versucht, die Geschwindigkeit und den Vorschub anzupassen, aber ohne Erfolg. Nach Wechsel eines Fräsfutters war das Problem behoben.

Hydraulische Spannzangen werden beim Fräsen von Gewindebohrungen mit großem Durchmesser nicht empfohlen, da sie nicht die Festigkeit und Griffigkeit haben, um die hohen radialen Kräfte zu bewältigen, die beim Gewindefräsen auftreten.

Gewindelochtiefe

Gewindebohrungen mit großem Durchmesser sind nicht unbedingt tief, aber Gewindefräser können aufgrund der Vorrichtungen, die oft erforderlich sind, um große und schwere Werkstücke zu halten, lange Hübe haben. Wenn das Verhältnis von Tiefe zu Durchmesser der Gewindebohrung zu groß ist, müssen Sie möglicherweise mehrere Arbeitsgänge durchführen.

In einigen Fällen erfordert das Grobgewindefräsen einmal Schruppen und einmal Schlichten, während Tieflochgewinde eine Operation in einer Tiefe des Lochs erfordert, gefolgt von einer weiteren Operation in einer größeren Tiefe.

Beim Gewindefräsen kann ein zu hoher Seitendruck die Gewindequalität negativ beeinflussen. Um dies auszugleichen, werden normalerweise leichtere Feeds und mehr Prozesse verwendet.

Die Auswahl eines geeigneten Gewindefräsers hängt von der gewünschten Gewindeform und dem Werkstückmaterial ab.

Die Bearbeitung einer Tiefe von 6 mal dem Durchmesser der Gewindebohrung kann die Möglichkeiten des Gewindefräsens übersteigen. Das Fräsen eines so langen Gewindes kann Versatzprobleme während des Bearbeitungsprozesses verursachen, und Gewindefräsen ist möglicherweise keine bessere Bearbeitungsmethode.