Gewindebearbeitung erklärt:Prozesse, Techniken und Schneidanleitung

Solange in bearbeiteten Teilen noch Schrauben vorhanden sind, bleiben Gewinde ein wichtiger Aspekt der Metallbearbeitung. Es erleichtert die kostengünstige Verbindung von Teilen und eignet sich daher ideal für die Verwendung mit Befestigungselementen, Armaturen und Anschlüssen.

Neben der Kenntnis, was Threads sind, ist es auch wichtig, den richtigen Thread-Typ für Ihr Projekt zu ermitteln. Was genau bedeutet der Begriff Bearbeitungsgewinde? Welche Arten von Bearbeitungsgewinden gibt es? Lesen Sie weiter, während wir diese Fragen beantworten und weitere wichtige Informationen zum Einfädeln bereitstellen.

Was ist Gewindebearbeitung in der Teilefertigung?

Die Gewindebearbeitung ist eine der wichtigsten Anwendungen in einem CNC-Bearbeitungszentrum. Es handelt sich um eine subtraktive Methode zur Herstellung von Außen- und Innengewinden unterschiedlicher Größe. Diese Bearbeitung erfolgt durch die kreisförmige Bewegung eines rotierenden Werkzeugs, das auf die erforderliche Gewindetiefe und -dichte kalibriert ist.

Die Hauptfunktion eines Threads besteht darin, als Kopplungsmittel zwischen zwei Mechanismen zu fungieren. Während des Kopplungsvorgangs kommt es zu einer Bewegung zwischen den Teilen.

Ein Thread besteht aus verschiedenen Teilen. Dazu gehören Kamm, Fuß, Helixwinkel, Steigung und Flanke. Lassen Sie uns diese Teile im Detail untersuchen.

Hauptparameter für Thread

Helixwinkel :Der Spiralwinkel bei der Bearbeitung ist der Winkel zwischen der Gewindeachse und der Spirale in einem geraden Gewinde oder der Winkel, der durch den konischen Spiralbereich eines Gewindes bei konischen Gewinden gebildet wird.

Wurzel :Dies ist das Ende des Threads. Es ist die angrenzende Fläche des projizierten Kegels oder Zylinders.

Wappen :Der Kamm ist die Spitze der Fäden. Es ist der am weitesten entfernte Bereich des projizierten Kegels oder Zylinders. Der Kamm ist auch die Gewindeoberfläche, die die Flanken verbindet.

Flanke :Dieser Gewindeteil verbindet die Wurzel mit dem Scheitel. Theoretisch ist der Schnittpunkt einer Flankenfläche mit einer Axialebene eine parallele Linie.

Pitch :Der Durchmesser der Steigung entspricht theoretisch dem des Zylinders oder Kegels. Die Steigung ist der Abstand, der zwischen Bereichen benachbarter Gewinde gemessen wird. Die gemessenen parallelen Flächen müssen übereinstimmen.

Arten der Bearbeitung von Gewinden

Es gibt viele Arten von Gewinden nach unterschiedlichen Klassifizierungsstandards. Für das Unified-Gewindesystem sind das UNF-Gewinde (fein) und das UNC-Gewinde (grob) Standard. Die beiden wichtigsten Arten von Gewinden sind jedoch Innen- und Außengewinde.

Interne Threads

Ein Innengewinde, auch Innengewinde genannt, wird mit einem Einlippen-Gewindewerkzeug bearbeitet. Abgesehen von diesem Einlippenwerkzeug könnte auch eine herkömmliche Gewindekappe beim Schneiden von CNC-Innengewinden helfen. Es ist wichtig zu beachten, dass das Schneiden von Innengewinden nur auf konkaven Oberflächen erfolgt.

Wann wird also ein Innengewinde benötigt? Sie würden einen benötigen, wenn Ihr Werkstück Schraubeneinsätze benötigt. Maschinenbauer verwenden zum Schneiden von Innengewinden entweder Handgewindebohrer oder Maschinengewindebohrer.

Externe Threads

Diese Art von Gewinde wird auch als Schraubengewinde bezeichnet und findet Anwendung in Schrauben, Bolzen, Bolzen und Lehrdornen. Die Verwendung einer Drehmaschine ist eine der effektivsten Methoden zur Herstellung von Außengewinden.

Eine andere Methode besteht darin, das Außengewinde mit einer runden Matrize von Hand zu schneiden. Die hierbei verwendete Rundmatrize verbleibt in einem festen Matrizenvorrat. Neben runden Matrizen gibt es auch sechseckige quadratische Matrizen, die sich ideal für den ineinandergreifenden Einsatz eignen.

Wie schneidet man ein Bearbeitungsgewinde?

Das Gewindeschneiden ist ideal für die Herstellung von Teilen mit Schraubverbindungen. Kenntnisse im Gewindeschneiden sind von Vorteil. Mit diesem Wissen können Sie beispielsweise eine einteilige Schraube oder Mutter herstellen oder diese bei Bedarf reparieren. Außerdem sind möglicherweise nicht immer Gewindeschneidmaschinen verfügbar.

Hier erfahren Sie, wie man Fäden schneidet.

1. So schneiden Sie ein Innengewinde

Möchten Sie ein Innengewinde schneiden? Besorgen Sie sich zunächst die richtigen Werkzeuge, darunter eine Schutzbrille, eine Ständerbohrmaschine (für Maschinengewindebohrer), einen verstellbaren Windeisen (für Handgewindebohrer), einen Innengewindebohrer, einen Spiralbohrer und einen 90-Grad-Senker.

Nachdem Sie sich die richtigen Werkzeuge besorgt haben, besteht der nächste Schritt darin, den Durchmesser des Lochs zu bestimmen, in das Sie das Gewinde einbringen möchten. Nachdem der Durchmesser bestimmt ist, ist es der nächste Schritt, den richtigen Gewindebohrer zum Schneiden zu kennen. Um den Kernlochdurchmesser zu bestimmen, subtrahieren Sie die Gewindesteigung vom Gewindebohrerdurchmesser.

Um mit dem Schneiden des Innengewindes zu beginnen, zentrieren Sie zunächst mit einem Dorn und bohren anschließend mit einem Spiralbohrer ein Kernloch. Um eine Fase in das Kernloch einzubringen, verwenden Sie den 90-Grad-Senker. Beim Schneiden des Gewindes wird das Windeisen mit aufgesetztem Gewindebohrer in das Kernloch gedreht.

2. So schneiden Sie ein Außengewinde

Zu den Werkzeugen, die Sie zum Schneiden von Außengewinden benötigen, gehören Feile, Schneideisen, flache Schneideisen, runde Schneideisen, Stangen, Schraubstöcke (zum Greifen) und Schneidspray.

Um Außengewinde zu schneiden, feilen Sie zunächst die Kanten des Rundstabes ab und fasen ihn anschließend im 45-Grad-Winkel an. Stellen Sie sicher, dass die Fase im Vergleich zur Gewindetiefe größer ist.

Im nächsten Schritt wird die Rundmatrize festgeklemmt bzw. gegriffen, um sie fest zu fixieren. Dies verhindert ungewollte Bewegungen, da die Stange viel Druck benötigt, um das Außengewinde optimal zu schneiden. Verwenden Sie Schneidsprays, um die Qualität der Teileoberfläche zu verbessern.

Tolle Tipps für die Gewindebearbeitung

Es gibt mehrere Vorteile, wenn man weiß, wie man Gewinde bearbeitet. Gute Tipps zur Bearbeitung können jedoch den Unterschied zwischen einem optimalen und einem suboptimalen Gewinde ausmachen. Hier sind einige Tipps zur Gewindebearbeitung.

• Fügen Sie eine Fase an den Endteilen des Außengewindes hinzu;
• Stellen Sie sicher, dass das Anfangsende eines Fadens eine flache Oberfläche hat. Stellen Sie außerdem sicher, dass es mit der Mittelachse des Gewindes übereinstimmt;
• Stellen Sie sicher, dass Innengewinde mit einem Senker enden;
• Beim Formen oder Schneiden von Gewinden erfahren rohrförmige Teile oft Druck, weshalb sie eine erhöhte Wandstärke haben sollten;
• Während es in Ordnung und gut ist, sich für einzigartige Gewindegrößen zu entscheiden, ist die Verwendung einer Standard-Gewindegröße wirtschaftlicher;
• Gewinde mit niedrigerer Höhe werden Gewinden mit höherer Höhe vorgezogen, wenn keine Gewindespezifikationen vorhanden sind.

Gängige Methoden zur Gewindebearbeitung im CNC-Prozess

Es gibt verschiedene Methoden zur Bearbeitung von Schraubengewinden in der CNC. Diese verschiedenen Methoden haben ihre Eigenschaften und Vorteile. Hier besprechen wir die häufigsten und was sie auszeichnet.

1. Tippen

Gewindebohrungen eignen sich hervorragend für die Herstellung von Innengewinden. Es handelt sich um eine sowohl wirtschaftliche als auch effiziente Gewindeschneidmethode. Dieses CNC-Verfahren eignet sich für den Einsatz in Gewindelöchern mit geringer Positionsgenauigkeit sowie in Löchern mit kleinem Durchmesser.

Als Verfahren zur Gewindebearbeitung hat es die Ausfallzeiten von CNC-Gewindemaschinen reduziert. Auch die Bearbeitungsstruktur ist hier im Vergleich zu anderen Methoden recht einfach. Darüber hinaus handelt es sich beim Gewindeschneiden um einen Hochgeschwindigkeits-Schneidprozess, der die Produktivität und Bearbeitungseffizienz erheblich verbessert.

Die bei dieser Bearbeitungsmethode verwendeten Schneidwerkzeuge sind kostengünstiger, wodurch die Herstellungskosten gesenkt werden. Es handelt sich außerdem um ein vielseitiges Verfahren mit einem breiten Anwendungsspektrum.

2. Gewindefräsen

Dies ist eine weitere Methode zur Herstellung von Schraubengewinden. Bei diesem Verfahren kommen sowohl ein Fräser als auch ein 3-Achsen-Bearbeitungszentrum zum Einsatz. Es verwendet auch eine kreisförmige Interpolation der drei Hauptachsen; X-, Y- und Z-Linearvorschub. Das Gewindefräsen eignet sich ideal zum Gewindeschneiden großer Teile oder hochwertiger Materialien.

Das Gewindefräsen zeichnet sich durch eine schnelle Bearbeitungsgeschwindigkeit, hohe Präzision und Effizienz aus. Das verwendete Fräswerkzeug enthält häufig Hartlegierungen. Darüber hinaus sind Fräswerkzeuge vielseitig einsetzbar, wodurch die Anschaffung unterschiedlicher Werkzeuge für unterschiedliche Fräsprozesse verringert wird. Beispielsweise kann derselbe Fräser das linke und das rechte Gewinde mit der gleichen Schraubensteigung schneiden. Sie können die Lochdurchmesser, Toleranzen und den Materialschnitt mit minimalem Aufwand anpassen.

Durch Fräsen hergestellte Gewinde haben eine hochwertige Oberfläche ohne Grate. Diese Methode ist ideal für die Herstellung dünnwandiger Teile, die Bearbeitung von Sacklöchern und asymmetrischen/nicht rotierenden Teilen.

3. CNC-Gewindeschneiden auf Drehmaschinen

Das Gewindeschneiden auf einer Drehmaschine ist ein weiteres gängiges Verfahren zum Gewindeschneiden von Schrauben mit vielfältigen Einsatzmöglichkeiten. CNC-Drehmaschinen ermöglichen die Herstellung hochwertiger Schraubengewinde. Mit dieser Methode können Maschinisten mehrere konische Gewinde, Steigungsgewinde und Gewindesteigungen herstellen.

Starres Gewindeschneiden und Einzelpunktgewindeschneiden sind zwei der am häufigsten verwendeten Methoden beim Gewindeschneiden auf CNC-Drehmaschinen. Beim Einpunktgewindeschneiden wird ein Werkzeug mit einer Wendeschneidplatte verwendet, deren Form und Größe der des fertigen Schraubenkopfes entspricht.

4. Gewindeschleifen

Dies ist ideal für den Einsatz beim Gewindeschneiden gehärteter Werkstücke. Für diesen Prozess werden hauptsächlich zwei Arten von Schleifscheiben verwendet. Mehrlinien-Schleifscheiben und Einlinien-Schleifscheiben. Die Einlinien-Schleifscheibe hat eine Teilungsgenauigkeit mit den Klassen 5 bis 6. Sie hat außerdem eine Oberflächenrauheit von R1,25 bis 0,08 μm.

Das Einzellinienschleifen ist ideal für die Herstellung von Präzisionsschrauben, Schnecken, Gewindelehren, Schaufelschleifwälzfräsern und Gewindeschneiden in kleinen Chargen.

Das Mehrlinienschleifen wird in Einschnitt- und Längsschleifverfahren unterteilt. Der Hauptunterschied zwischen diesen beiden Methoden besteht in der Breite der Schleifscheibe. Beim Längsverfahren ist die Breite der Schleifscheibe geringer als die Länge des zu schleifenden Gewindes. Andererseits hat die Breite der Schleifscheibe, die beim Einschnittverfahren verwendet wird, eine größere Länge als das Gewinde.

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Die Bearbeitung von Gewinden stellt eine Herausforderung dar, da qualifizierte und professionelle Ausrüstung erforderlich ist. Wenn Sie langlebige Standardgewinde herstellen möchten, ist WayKen das richtige Unternehmen für Sie.

Wer ist WayKen? Wir sind ein Bearbeitungsunternehmen mit über 20 Jahren Erfahrung in der Herstellung von Teilen, die den Industriestandards entsprechen. Bei uns ist Ihr Gewindeschneidprojekt in guten Händen, da wir über CNC-Bearbeitungsdienstleistungen aus einer Hand und fortschrittliche Maschinen zur Bearbeitung Ihrer Bestellung verfügen. 

Schlussfolgerung

Um qualitativ hochwertige Teile herzustellen, ist es wichtig, die verschiedenen Herstellungsprozesse genau zu verstehen. Das Wissen vermittelt Ihnen auch Informationen darüber, wie Sie mit einigen Bearbeitungsherausforderungen wie Rattern bei der Bearbeitung umgehen können.

Die Bearbeitung von Gewinden ist ein wichtiger Aspekt der meisten Produkte, die gekoppelt oder verbunden werden müssen. Wenn Sie wissen, wie sie funktionieren, welche Parameter sie haben und welche unterschiedlichen Bearbeitungsprozesse es gibt, können Sie die richtigen Bearbeitungsentscheidungen treffen.

FAQ

Ist Gewindefräsen schneller als Gewindeschneiden?

Das Gewindeschneiden ist im Allgemeinen schneller als das Gewindefräsen. Allerdings verfügen Gewindefräsmaschinen teilweise über zusätzliche Kanten, um die reduzierte Geschwindigkeit auszugleichen.

Was ist der Unterschied zwischen einem Gewindefräser und einem Gewindebohrer?

Der Hauptunterschied zwischen Gewindefräsen und Gewindeschneiden besteht in der Glätte des Schnitts. Durch Gewindefräsen entstehen glattere und gleichmäßigere Schnitte, während Schnitte durch Gewindeschneiden rau und gezackt sind.

Was ist der Gewindeschneidvorgang in der Drehmaschine?

Dabei handelt es sich um ein Verfahren, mit dem auf dem Werkstück ein spiralförmiger Steg mit gleichmäßigem Querschnitt erzeugt wird. Dabei werden mit einem Gewindeschneidwerkzeug nacheinander Schnitte am Werkstück vorgenommen. Es ist wichtig zu beachten, dass der für diesen Vorgang verwendete Werkzeugeinsatz die gleiche Form wie das benötigte Gewinde haben sollte.