Gewindeschneiden-Effizienz und Teilequalität steigern: Expertenstrategien & Werkzeugauswahl

Erfahren Sie mehr über die beliebtesten und effektivsten Methoden und Werkzeuge, um die Gewindeoperationen Ihrer Werkstatt zu maximieren.

Gewindeschneiden ist harte Arbeit. Schneidkräfte sind hoch, Toleranzen eng und Werkzeuge verschleißen schnell, daher ist die Auswahl des bestmöglichen Gewindewerkzeugs immer Best Practice. Eine ebenso wichtige Best Practice ist jedoch, die richtige Gewindeherstellungsmethode mit dem „richtigen“ Werkzeug in der „richtigen“ Anwendung zu verwenden. Um zu verstehen, was für Gewindeschneiden richtig ist, braucht man einen besseren Überblick über Gewindeschneiden in Aktion.

Hier sind die drei beliebtesten Optionen – Gewindeschneiden (Tapping), Einstechdrehen (Single Pointing) und Gewindefräsen (Thread Milling) – zusammen mit wichtigen technischen Ratschlägen zu den Methoden oder Werkzeugen für diese spezifischen Anwendungen – und Ratschlägen, was zu vermeiden ist, damit Ihre Gewindearbeit auf höchstem Niveau performt.

High-Performance Gewindeschneiden: Gewindebohrer- und Schneideisensätze

Solange Menschen Gewinde schneiden, nutzen sie Gewindebohrer und Schneideisen. Während Schneideisen weitgehend dem Weg der Kohlenstoffstahlwerkzeuge gefolgt sind, sind Gewindebohrer quicklebendig. Allerdings haben sich Gewindeschneidmethoden und Gewindetechnologie mit der Zeit entwickelt. So können Sie Gewindeschneiden zu Ihrem Vorteil nutzen:

Wann immer möglich einen Durchgangsgewindebohrer (Plug Tap) verwenden. Zwar können Boden-Gewindebohrer (Bottom Taps) näher an den Grund des Lochs kommen, aber Gewindequalität ist meist nicht so gut, ebensowenig die Standzeit. Jetzt, da Sie einen Durchgangsgewindebohrer nutzen, bohren Sie den Kerndurchmesser so tief wie möglich (und am besten ganz durch). Das bietet mehr Platz für Späne.

Sich nicht mit einem Universal-Gewindebohrer zufriedengeben. Die Chancen stehen gut, dass ein Gewindebohrer speziell für das Metall und den Gewindetyp entwickelt wurde, den Sie zerspanen. Bei Problemgewinden spritzen Sie eine kleine Menge Bearbeitungswachs oder Gewindeschneidpaste in das Loch vor dem Gewindeschneiden. Einige Werkzeugmaschinen haben eine Option, diesen Schritt zu automatisieren. Viele Gewindebohrer sind mit Innenkühlung erhältlich. Wenn Ihre Maschine so ausgestattet ist, nutzen Sie es unbedingt.

Roll- oder Formgewindeschneiden verwenden, wenn es Sinn macht. Roll- oder Formgewindeschneiden ist eine ausgezeichnete Option in duktilen Materialien wie Aluminium und Edelstahl und liefert ein starkes, glattes Gewinde. Achten Sie darauf, das Loch gemäß den Empfehlungen des Gewindebohrerherstellers zu bohren, und wenn möglich an der oberen Grenze.

Den H-Wert des Gewindebohrers beachten. Je nach Gewindetoleranzklasse ist H2 oder H3 ein guter Startpunkt. Jede Änderung des H-Werts erhöht oder verringert den Flankendurchmesser des Gewindebohrers um 0,0005 Zoll (0,0127 mm).

Gewindebohrerhalter-Typen beachten. Wenn Ihre Maschine mit starrem Gewindeschneiden (Rigid Tapping) ausgestattet ist (die meisten neuen sind es), nutzen Sie unbedingt einen „Synchro“-Gewindebohrerhalter, der speziell dafür ausgelegt ist. Andernfalls verwenden Sie einen schwimmenden (Fräsen) oder selbstlösenden Halter (Drehen). Für hochvolumiges Gewindeschneiden an einem Bearbeitungszentrum könnte ein selbstumkehrender Gewindebohrkopf genau das Richtige sein.

CNC-Bearbeitung: Einstechdrehen

Jeder, der Gewinde auf einer Konventionellen Drehmaschine geschnitten hat, weiß, dass Einstechdrehen herausfordernd sein kann. Welchen Winkel sollte die Oberschlittenführung haben? Wie viele Gänge sollten Sie nehmen? Was ist die richtige Anzahl an Federgängen? Dank CNC-Drehmaschinen ist das alles programmierbar. Aber während der Gewindeprozess einfacher wurde, wurde das Finden des richtigen Werkzeugs komplizierter. Hier ist, was Sie über Einstechdrehwerkzeuge wissen müssen:

Vollprofil-Gewindewendeschneidplatten schneiden das gesamte Gewindeprofil. Sie eliminieren die Notwendigkeit eines separaten Drehvorgangs, um den Gewindeaußendurchmesser (bzw. Kerndurchmesser bei Innengewinden) nachzuarbeiten. Jedoch kann jede Wendeplatte nur eine spezifische Gewindesteigung und -profil schneiden, was Werkzeugbestand und -kosten erhöht.

Teilprofil-Wendeplatten können mehrere Gewindesteigungen mit einer einzigen Wendeplatte schneiden. Sie bieten größere Flexibilität bei der Größenkontrolle, erhöhen aber die Zykluszeit leicht gegenüber Vollprofil-„Topping“-Wendeplatten.

Doppelseitige Legestyle-Wendeplatten bieten die niedrigsten Kosten pro Schneide. Ein spezieller Amboss (Anvil) ist erforderlich, um die Wendeplatte auf den benötigten Steigungswinkel zu kippen. Beachten Sie: Verwenden Sie den falschen Amboss, und Sie haben einen Haufen Ausschuss.

G76 Dosen-Gewindezyklus ausprobieren. Noch immer G92 oder G32 Dosen-Gewindezyklus nutzen? Vielleicht Zeit, das Programmierhandbuch zur Hand zu nehmen und G76 zu meistern. Er ist weit mächtiger. Um Standzeit und Teilequalität zu erhöhen, nutzen Sie die Pendelvorschub-Option (Compound Feed).

Vorsichtig mit Spindeldrehzahl, da es leicht ist, die Maschine zu überfüttern. Beispielsweise beträgt der Vorschub pro Umdrehung bei einem 1/2-13 Gewinde 0,0833 Zoll (2,116 mm). Bei 3.000 min⁻¹ entspricht das einer Verfahrgeschwindigkeit von rund 250 Zoll pro Minute (6.350 mm/min). Selbst wenn Ihre Maschine das kann, könnte das zu schnell für reproduzierbare Gewindegenauigkeit sein.

Werkzeugbeschichtungen können im Gewindeschneiden weniger effektiv sein, was zu Aufbauschneide (BUE) führt. Da Schnittgeschwindigkeiten beim Gewindeschneiden oft niedriger sind als beim Drehen oder Bohren, müssen Sie aufpassen. Unbeschichtete oder TiN-Wendeplatten sind die beste Wette, besonders bei Hochtemperaturlegierungen und sehr groben Gewinden.

Z-Achsen-Positionierung beachten. Die Z-Achsen-Startposition sollte immer drei- bis viermal die Gewindesteigung vor dem Teil liegen. Auch konstante Schnittgeschwindigkeit (G96) mit G97-Befehl beim Gewindeschneiden ausschalten.

Gewindefräsen

Traditionell auf Bearbeitungszentren beschränkt, wird Gewindefräsen auf Dreh-Fräszentren und Multitasking-Maschinen immer verbreiteter. Es ist etwas langsamer als Gewindeschneiden, bietet aber weit größere Kontrolle und Flexibilität. Wo Gewindebohrer auf Lochgewinde beschränkt sind, können Gewindefräser interne und externe Gewinde gleichermaßen schneiden, oft mit demselben Werkzeug. Gewindefräsen ist eine ausgezeichnete Methode, aber Sie brauchen das richtige Werkzeug und das richtige Programm, um es zum Laufen zu bringen.

Gewindefräsen ist der Weg für geringere Stückzahlen, schwierige Materialien oder wo Gewindequalität kritisch ist (und wo Einstechdrehen nicht möglich ist). Hier ist, was Sie wissen müssen:

Vollhartmetall-Gewindefräser sind die schnellsten, steifsten und produktivsten verfügbaren Werkzeuge. Sie können mehr kosten als andere Typen, bieten aber oft die niedrigsten Kosten pro Teil.

Wendeschneidplatten-Gewindefräser brauchen mehr Zeit, um das Gewinde zu schneiden. Typischerweise liegt das an weniger Schneiden als bei ihren Vollhartmetall-Verwandten. Für niedrige Stückzahlen oder wo das Werkzeugbudget begrenzt ist, sind sie jedoch oft eine gute Wahl.

Einzahn-Mehrschneiden-Gewindefräser sollten an empfindlichen oder dünnwandigen Teilen verwendet werden, oder wo lange Auskragung nötig ist. Starten Sie das Gewinde vom Boden und arbeiten Sie sich aus dem Loch heraus.

Die meisten CAM-Systeme generieren heute exzellente Gewinde-Routinen.​ CAM-Systeme sind sehr nützlich. Fragen Sie Ihren Software-Partner, wenn Sie Hilfe bei der Programmierung brauchen. Haben Sie kein CAM-System? Die meisten Gewindefräser-Lieferanten-Websites bieten kostenlose Programmgeneratoren. Werte eingeben, dann Code-Schnipsel in Ihr Programm kopieren.

Schneiderradius-Korrektur (Cutter Compensation) nutzen, um die Gewindegröße anzupassen (einer der großen Vorteile des Gewindefräsens).​

Welchen Ansatz Sie auch wählen – kaufen Sie immer das bestmögliche Schneidwerkzeug. Nutzen Sie hochwertiges reines Öl oder sauberes, richtig gemischtes Kühlschmiermittel. Das Setup sollte starr sein, das Werkzeug auf der Mitte (Drehen), ohne Rundlauf (Fräsen) und sicher gespannt (beides) im passenden Werkzeughalter. Richtige Programmwerte eingeben, und losgewindet.

Welche Werkzeuge und Methoden nutzt Ihre Werkstatt für High-Performance-Gewindeschneiden?

Welche Werkzeuge und Methoden nutzt Ihre Werkstatt für High-Performance-Gewindeschneiden?

Gewindeschneiden ist harte Arbeit.

Schneidkräfte sind hoch, Toleranzen sind eng und Werkzeuge verschleißen schnell, daher ist die Auswahl des bestmöglichen Gewindewerkzeugs immer Best Practice.

Machen Sie bei unserer Umfrage mit, um Ihre Erkenntnisse zu teilen und zu sehen, was andere tun.

Welchen der folgenden Ansätze haben Sie als am effektivsten empfunden?