Fäden halten unsere Welt zusammen. Im wahrsten Sinne des Wortes. Sie spielen eine wichtige Rolle in allen mechanischen Geräten, die wir heute verwenden, unabhängig davon, welcher Branche sie angehören, von der Unterhaltungselektronik bis zur Luft- und Raumfahrt und mehr.

So wichtig ein Gewinde auch ist, es kann seinen Zweck verfehlen, wenn es nicht gemäß den festgelegten Designanforderungen bearbeitet wird.

Daher ist es von entscheidender Bedeutung, zu verstehen, wie die Gewindebearbeitung funktioniert, alle verfügbaren Methoden und die damit verbundenen Überlegungen, um die Bildung präziser, funktioneller und passgenauer Gewinde sicherzustellen.

Dieser Blog wird all das und noch mehr behandeln. Lesen Sie also unbedingt bis zum Ende!

Was sind Gewindelöcher?

Gewindelöcher sind Vertiefungen in Werkstücken, die entlang ihrer Länge spiralförmige Spalten aufweisen. Diese spiralförmigen Spalten werden als Gewinde bezeichnet.

Threads können entweder intern oder extern sein. Wenn wir jedoch von Gewindelöchern sprechen, beziehen wir uns auf Innengewinde, die in die Löcher eingearbeitet werden.

Gewindelöcher werden oft auch als weiblicher Teil der männlich-weiblichen Verbindung bezeichnet und dienen dem wichtigen Zweck, Schrauben und Befestigungselemente an Ort und Stelle zu halten. Angesichts der wichtigen Funktion, die sie erfüllen, ist es wichtig, sie gemäß festgelegten Standards und Best Practices zu entwerfen und zu bearbeiten, um den größtmöglichen Nutzen aus ihnen zu ziehen.

Wie stellen Maschinisten Präzision und Genauigkeit bei der Gewindeformung sicher? Das besprechen wir als nächstes.

CNC-Gewindebearbeitung verstehen

Die CNC-Gewindebearbeitung (Computer Numerical Control) ist der Prozess, den Maschinisten bei der Herstellung von Gewindelöchern häufig nutzen. Wie der Name schon sagt, kommt bei der Gewindebearbeitung ein hochpräzises, computergesteuertes CNC-Verfahren zum Einsatz, das ein Höchstmaß an Genauigkeit bei der Gewindekonstruktion gewährleistet.

CNC-Gewindebearbeitung umfasst ein Schneidwerkzeug und ein Werkstück. Abhängig von der verwendeten Gewindeschneidmethode rotiert entweder das Schneidwerkzeug oder das Werkstück (oder beide), um die spiralförmigen Spalten zu erzeugen, die dem Gewinde sein beabsichtigtes Design verleihen.

Der CNC-Gewindebearbeitungsprozess kann mit verschiedenen Methoden durchgeführt werden, darunter Gewindebohrer, Fräser, Drehmaschinen und Schleifmaschinen. Wir werden jeden dieser Prozesse als nächstes besprechen.

Tapping

Gewindeschneiden ist wahrscheinlich einer der beliebtesten CNC-Gewindebearbeitungsprozesse, der hauptsächlich zur Herstellung von Innengewinden oder sogenannten Gewindelöchern verwendet wird.

Da beim Gewindeschneiden das Werkzeug, ein sogenannter Gewindebohrer, in ein Loch eindringt und von innen ein Gewinde schneidet, ist das Bohren eines Lochs in das Werkstück erforderlich. In dieses Loch wird dann das Gewinde eingeschraubt.

Das Bohrloch muss in diesem Fall dem Durchmesser des benötigten fertigen Gewindes entsprechen. Außerdem muss der Durchmesser des Gewindebohrers, der zum Bearbeiten von Gewinden verwendet wird, mit dem Durchmesser des Lochs übereinstimmen, damit darin spiralförmige Spalten geschnitten werden können.

Diese Art der Gewindebearbeitung eignet sich am besten, wenn Sie Gewinde in Löchern mit kleinerem Durchmesser formen müssen.

Gewindefräsen

Gewindefräsen ist ein weiteres CNC-Gewindebearbeitungsverfahren, mit dem Gewinde innerhalb eines Werkstücks erzeugt werden können. Das bemerkenswerte Merkmal des Gewindefräsens besteht darin, dass es Gewindelöcher oder Innengewinde erzeugen kann und dabei nur einen begrenzten Kontakt mit dem Werkstück aufrechterhält.

Beim Gewindefräsen rotiert das Schneidwerkzeug im Loch, berührt die Lochwände und formt Gewinde.

Wie unterscheidet sich das vom Klopfen?

Der Hauptunterschied zwischen Gewindeschneiden und Fräsen besteht im unterschiedlichen Durchmesser des Gewindes und des Schneidwerkzeugs. Beim Gewindefräsen ist der Durchmesser des Schneidwerkzeugs kleiner als der der Bohrung. Dies soll dem Werkzeug genügend Platz geben, um sich im Loch zu drehen und seine Arbeit zu erledigen.

Ein weiterer Unterschied zwischen Gewindeschneiden und Fräsen besteht darin, dass das Gewindeschneiden häufig für Löcher mit kleinerem Durchmesser bevorzugt wird, das Fräsen jedoch für größere Löcher möglich ist.

Durch das Fräsen wird auch der nötige Freiraum geschaffen, um das entfernte Material aus dem Loch zu entfernen, was beim Gewindeschneiden schwierig sein kann.

Die verschiedenen Arten von Gewindelöchern

Es gibt viele Designüberlegungen, die Sie berücksichtigen müssen, und Anforderungen, die Sie einhalten müssen, wenn Sie das richtige Gewinde bearbeiten möchten. Und das beginnt damit, dass Sie verstehen und wissen, welche Art von Gewinde Sie bearbeiten müssen.

Es gibt zwei einfache Arten von Löchern, auf die wir bei der Bearbeitung von Gewindelöchern häufig stoßen. Diese beinhalten:

Blinde Löcher

Sacklöcher sind unten verschlossen. Mit anderen Worten: Diese Art von Gewindebohrung wird nicht durch die gesamte Dicke des Werkstücks gebohrt, sondern geht nur bis zu einer bestimmten Tiefe.

Diese Löcher können je nach Designanforderungen einen kegelförmigen oder flachen Boden haben. Abhängig von der Art der Bodenbearbeitung, die Sie anstreben, müssen Sie möglicherweise unterschiedliche Mühlentypen verwenden.

Durchgangslöcher

Durchgangslöcher sind das genaue Gegenteil von Sacklöchern. Sie erstrecken sich über die gesamte Länge des Werkstücks, was bedeutet, dass beide Enden des Gewindes offen sind. Mit anderen Worten: Das Loch, in das Sie den Faden formen, hat zwei Öffnungen, eine an beiden Enden.

Beim Bohren dieser Art von Löchern ist die Länge des Gewindebohrers oder Schneidwerkzeugs von größter Bedeutung. Dies liegt daran, dass ein kleineres Schneidwerkzeug möglicherweise nicht in der Lage ist, über die gesamte Länge zu bohren und ein unerwünschtes Sackloch hinterlässt.

Vorsichtsmaßnahmen für die CNC-Gewindebearbeitung

Wenn Sie sich ein Gewinde- und Schraubensystem ansehen, werden Sie schnell feststellen, dass Gewindebildungsprozesse sehr enge Toleranzen und keinen Spielraum für Fehler haben. Ein kleiner Fehler kann dazu führen, dass Ihr Thread zu ungenau ist, um funktionsfähig zu sein.

Daher müssen Sie bestimmte Vorsichtsmaßnahmen treffen, bevor Sie mit Ihrem nächsten Gewindebearbeitungsprojekt fortfahren. Nachfolgend haben wir sie zusammengestellt:

Härte des Materials

Die Arbeit mit einem härteren Material kann andere Bearbeitungsparameter erfordern. Wenn Sie ein Gewinde in einem harten Material bearbeiten, müssen Sie möglicherweise mehr Kraft aufwenden, um sicherzustellen, dass Sie es durchbohren können. Daher ist die Berücksichtigung der Härte des Materials vor der Entscheidung über die Angriffskraft und andere entscheidende Variablen von größter Bedeutung.

Beibehaltung von Standardgrößen

Für die Gewindebearbeitung gibt es drei gängige, international anerkannte Standards. Dazu gehören der britische Standard, der amerikanische Standard und der metrische Gewindestandard (ISO).

Um funktionsfähige Gewinde zu bearbeiten, müssen Sie die Genauigkeit gemäß den einschlägigen Normen sicherstellen.

Wählen Sie die richtigen Werkzeuge

Die Wahl des Werkzeugs, das Sie zum Bearbeiten von Gewindelöchern in Ihrem Werkstück verwenden, hängt von vielen Faktoren ab, beispielsweise von der Art des Gewindes, das Sie herstellen möchten. Beispielsweise können Sie zum Bohren konischer Sacklöcher einen herkömmlichen Bohrer und zum Bohren eines Lochs mit flachem Boden einen Schaftfräser verwenden.

Stellen Sie sicher, dass Sie Ihr Design gründlich durchgehen und das Werkzeug entsprechend auswählen, um einen reibungslosen Gewindebearbeitungsprozess zu gewährleisten.

Gewindeschneiden auf einer abgewinkelten Oberfläche

Das Gewindeschneiden auf einer schrägen Oberfläche kann schwieriger sein, da bei der Bearbeitung am Hang die Gefahr besteht, dass Ihr Schneidwerkzeug herunterrutscht oder unter Belastung bricht. In diesem Fall können Sie zunächst eine Tasche fräsen, um die Oberfläche etwas abzuflachen, und dann mit dem Gewindeschneiden fortfahren.

Funktionsweise der Einspeisung

Die Zustellung definiert, wie das Schneidwerkzeug bei der Gewindebearbeitung mit dem Werkstück in Kontakt kommt und in dieses eingeführt wird.

Es gibt drei Haupttypen von Einspeisebetriebsarten, darunter:

  • Modifizierter Flankenvorschub: Das Schneidwerkzeug fährt schräg ein. Diese Methode wird normalerweise für größere Threads verwendet.
  • Inkrementelle Zustellung: Das Schneidwerkzeug pendelt von einer Seite zur anderen. Die inkrementelle Zustellung eignet sich am besten für die Bearbeitung von Gewinden mit großer Steigung.
  • Radiale Zustellung: Das Schneidwerkzeug dringt radial in das Werkstück ein. Diese Zustellmethode ist am einfachsten durchzuführen, kann jedoch einige Nachteile wie einen erhöhten Werkzeugverschleiß mit sich bringen.

Sie müssen Ihre Designanforderungen sowie Gewindeanwendungen und -funktionen gründlich verstehen, bevor Sie sich für die Art der Einspeisungsmethode entscheiden, die Sie nutzen möchten.

Zusammenfassung

Die Gewindebearbeitung erfordert eine beispiellose Genauigkeit und Präzision, weshalb die CNC-Bearbeitung oft das bevorzugte Verfahren hierfür ist.

Bei der CNC-Gewindebearbeitung können mehrere Methoden zur Gewindebildung eingesetzt werden. Gewindeschneiden und Fräsen sind jedoch zwei der beliebtesten Methoden zur Bearbeitung von Gewindelöchern oder Innengewinden.

Da bei der Gewindebearbeitung enge Toleranzen gelten, müssen vor Beginn des Prozesses eine Reihe von Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden.

Stellen Sie sicher, dass Sie die Härte des Materials, die Art des benötigten Werkzeugs und die Standards kennen, denen die Gewinde entsprechen müssen, bevor das Werkzeug auf das Werkstück trifft.

Erwägen Sie auch, Ihren Bearbeitungsprozess zu überdenken, wenn Sie Gewinde auf einer schrägen Oberfläche herstellen, da dies zu Herausforderungen führen kann, die beim Gewindeschneiden auf flachen Oberflächen wahrscheinlich nicht auftreten.