Gewindefräsen erklärt: Prozesse, Techniken & Schneidleitfaden

Solange Schrauben in bearbeiteten Teilen präsent sind, bleiben Gewinde ein wichtiger Aspekt der Metallbearbeitung. Sie ermöglichen kostengünstige Verbindung von Teilen – ideal für Befestigungselemente, Fittings, Verbinder.

Neben dem Wissen um Gewinde ist die Identifikation des richtigen Gewindetyps für Ihr Projekt entscheidend. Was bedeutet Gewindefräsen genau? Welche Gewindefrästypen gibt es? Lesen Sie weiter für Antworten und weitere wichtige Informationen zum Gewindeschneiden.

Was ist Gewindefräsen in der Teilefertigung?

Gewindefräsen ist eine der wichtigsten Anwendungen in einem CNC-Bearbeitungszentrum. Ein subtraktives Verfahren zur Herstellung von Außen- und Innengewinden verschiedener Größen. Die Bearbeitung erfolgt durch Kreisbewegung eines rotierenden Werkzeugs, kalibriert auf erforderliche Gewindetiefe und -dichte.

Primäre Funktion eines Gewindes: Kupplungselement zwischen zwei Mechanismen. Während des Kupplungsvorgangs erfolgt Bewegung zwischen Teilen.

Ein Gewinde hat verschiedene Bestandteile: Scheitel, Grund, Steigungswinkel, Steigung, Flanke. Lassen Sie uns diese detailliert betrachten.

Hauptparameter für Gewinde

Steigungswinkel (Helix Angle): Winkel zwischen Gewindeachse und Helix bei geradem Gewinde oder Winkel des konischen Helixbereichs bei Kegelgewinden.

Grund (Root): Unterseite der Gewinde. Angrenzender Bereich des projizierten Kegels oder Zylinders.

Scheitel (Crest): Oberseite der Gewinde. Entfernter Bereich des projizierten Kegels/Zylinders. Scheitel verbindet auch die Flanken.

Flanke (Flank): Gewindeteil, verbindet Grund mit Scheitel. Theoretisch ist die Schnittfläche einer Flanke mit einer Axialebene eine Parallele.

Steigung (Pitch): Theoretisch gleicht Steigungsdurchmesser dem Zylinder-/Kegeldurchmesser. Steigung: Abstand zwischen korrespondierenden Flächen angrenzender Gewindegänge.

Typen von Bearbeitungsgewinden

Viele Gewindetypen nach verschiedenen Klassifikationsstandards. Im Unified-Gewindesystem: UNF (fein) und UNC (grob) als Standard. Zwei Haupttypen: Innen- und Außengewinde.

Innengewinde

Innengewinde (auch Muttergewinde) werden mit Einlippen-Gewindewerkzeug bearbeitet. Neben diesem kann traditioneller Gewindebohrer CNC-Innengewinde schneiden. Wichtig: Innengewindeschneiden erfolgt nur auf konkaven Flächen.

Wann braucht man Innengewinde? Wenn Werkstück Schraubeneinsatz erfordert. Zerspaner nutzen Hand- oder Maschinengewindebohrer.

Außengewinde

Auch Schraubengewinde genannt. Anwendung: Schrauben, Bolzen, Stifte, Grenzlehren. Drehmaschine ist eine der effektivsten Methoden für Außengewinde.

Alternative: Rundschneideisen für manuelles Außengewindeschneiden. Rundschneideisen bleibt in festem Schneideisenhalter. Daneben: Sechskant- und Vierkantschneideisen für Verriegelungsanwendungen.

Gewindeschneiden – Schritt für Schritt

Gewindeschneiden ideal für Teile mit Schraubverbindungen. Wissen um Gewindeschneiden nützlich: Einzelne Schraube/Mutter fertigen oder reparieren. Gewindemaschinen nicht immer verfügbar.

So schneiden Sie Gewinde:

1. Innengewinde schneiden

Benötigte Werkzeuge: Schutzbrille, Säulenbohrmaschine (Maschinengewindebohrer), verstellbarer Gewindebohrerschlüssel (Handgewindebohrer), Innengewindebohrer, Spiralbohrer, 90°-Senker.

Nach Werkzeugbeschaffung: Bohrungsdurchmesser für Gewinde bestimmen. Mit bestimmtem Durchmesser: passenden Gewindebohrer wählen. Kerndurchmesser = Gewindebohrerdurchmesser minus Steigung.

Innengewindeschneiden: Mit Körner ansetzen, Kernloch mit Spiralbohrer bohren. 90°-Senker für Fase im Kernloch. Gewindeschneiden: Gewindebohrerschlüssel mit Gewindebohrer in Kernloch drehen.

2. Außengewinde schneiden

Benötigte Werkzeuge: Feile, Schneideisenhalter, Flachspitze, Rundschneideisen, Rundstab, Schraubstock (Spannen), Schneidspray.

Außengewindeschneiden: Rundstabkanten feilen, dann 45° anfasen. Fase muss im Vergleich zur Gewindetiefe größer sein.

Nächster Schritt: Rundschneideisen im Halter festspannen/fixieren. Verhindert unerwünschte Bewegung – Rundstab braucht hohen Druck für optimales Schneiden. Schneidspray für bessere Oberflächenqualität.

Top-Tipps für Gewindefräsen

Wissen um Gewindefräsen bringt Vorteile. Aber Top-Tipps machen den Unterschied zwischen optimalem und suboptimalem Gewinde. Hier einige Tipps:

• Fase an Außengewinde-Enden einplanen
• Gewindeanfang mit ebener Fläche, konsistent zur Gewindezentralachse
• Innengewinde mit Senkung enden lassen
• Bei Gewindeformen/-schneiden erfahren Rohrteile Druck – Wandstärke erhöhen
• Spezielle Gewindegrößen okay, aber Standardgewinde wirtschaftlicher
• Niedrigere Gewindehöhe bevorzugt, wenn keine Spezifikationen vorliegen

Gängige Schraubengewinde-Bearbeitungsmethoden im CNC-Prozess

Verschiedene Schraubengewinde-Methoden im CNC mit eigenen Merkmalen und Vorteilen. Hier die gängigsten:

1. Gewindebohren (Tapping)

Ideal für Innengewinde. Ökonomisch und effizient. Anwendbar bei Gewindebohrungen mit geringer Positionsgenauigkeit und kleinen Durchmessern.

Reduziert CNC-Gewindemaschinen-Stillstand. Bearbeitungsstruktur simpler als andere Methoden. Hochgeschwindigschneiden – stark gesteigerte Produktivität und Effizienz.

Günstigere Schneidwerkzeuge – niedrigere Fertigungskosten. Vielseitiger Prozess mit breitem Anwendungsspektrum.

2. Gewindefräsen (Thread Milling)

Weitere Methode für Schraubengewinde. Nutzt Fräser und 3-Achsen-Bearbeitungszentrum. Nutzt Kreisinterpolation der drei Hauptachsen (X, Y, Z Linearvorschub). Ideal für große Teile oder hochwertige Materialien.

Schnelle Bearbeitung, hohe Präzision, Effizienz. Fräser oft aus Hartlegierungen. Vielseitig – reduziert Bedarf an verschiedenen Werkzeugen. Beispiel: Derselbe Fräser schneidet Links- und Rechtsgewinde bei gleicher Steigung. Bohrungsdurchmesser, Toleranzen, Materialschnitt minimal anpassbar.

Gewindefräsen: überlegene Oberflächenqualität, gratfrei. Ideal für dünnwandige Teile, Sacklochbearbeitung, asymmetrische/nicht-rotierende Teile.

3. CNC-Gewindeschneiden auf Drehmaschinen

Gewindeschneiden auf Drehmaschine: weit verbreitetes Schraubengewinde-Verfahren. CNC-Drehmaschinen ermöglichen hochwertige Schraubengewinde. Zerspaner fertigen diverse Kegelgewinde, Führungsgewinde, Gewindesteigungen.

Starrgewindebohren (Rigid Tapping) und Einzellippgewindeschneiden (Single-Point Threading) sind gängigste Methoden am CNC-Drehzentrum. Einzellippgewindeschneiden nutzt Werkzeug mit wendeschneidplatte, deren Form/Göße dem fertigen Schraubenkopf entspricht.

4. Gewindeschleifen (Thread Grinding)

Ideal für gehärtete Werkstücke. Zwei Hauptschleifscheibentypen: Mehrgang- und Einklangschleifscheiben.

Einklangschleifscheibe: Steigungsgenauigkeit Güte 5–6. Oberflächenrauheit R1,25–0,08 µm. Ideal für Präzisionsschrauben, Schnecken, Gewindelehren, Schälhobel, Kleinseriengewindeschneiden.

Mehrgangschleifen: Eintauch- und Längsschleifen. Hauptunterschied: Schleifscheibenbreite. Längsschleifen: Breite < Gewindelänge. Eintauchen: Breite > Gewindelänge.

Gewindefräsen-Dienstleistungen bei WayKen

Gewindefräsen ist anspruchsvoll durch Bedarf an qualifiziertem Equipment und Fachpersonal. Für langlebige Standardgewinde: WayKen ist der richtige Partner.

Wer ist WayKen? Bearbeitungsunternehmen mit 20+ Jahren Erfahrung in normgerechter Teilefertigung. Ihr Gewindeprojekt in guten Händen: One-Stop-CNC-Bearbeitungsservices und moderne Maschinen für Ihren Auftrag.

Fazit

Für hochwertige Teile ist tiefes Verständnis der Fertigungsprozesse essenziell. Wissen klärt auch über Bewältigung von Bearbeitungsherausforderungen wie Rattern auf.

Gewindefräsen ist wichtiger Aspekt der meisten kupplungs-/verbindungsbedürftigen Produkte. Verständnis von Funktionsweise, Parametern und Bearbeitungsprozessen hilft bei richtigen Fertigungsentscheidungen.

FAQ

Ist Gewindefräsen schneller als Gewindebohren?

Gewindebohren ist generell schneller. Gewindefräser haben manchmal zusätzliche Schneiden zur Kompensation geringerer Geschwindigkeit.

Unterschied zwischen Gewindefräser und Gewindebohrer?

Hauptunterschied: Schnittglätte. Gewindefräsen erzeugt glattere, gleichmäßigere Schnitte; Gewindebohren: raue, gezackte Schnitte.

Was ist der Gewindeschneidevorgang an der Drehmaschine?

Prozess zur Erzeugung eines Helixkamms mit gleichmäßigem Querschnitt am Werkstück. Nutzt Gewindeschneideisen für sukzessive Schnitte. Wichtig: Werkzeugeisenform muss gewünschtem Gewinde entsprechen.