Wiki der Zerspanung

Bei einer Fräsoperation kommen zwei unterschiedliche Fräsverfahren zum Einsatz. Zum einen das sogenannte Gleichlauffräsen und zum anderen das Gegenlauffräsen. Beim Gegenlauffräsen bewegt sich die Schneide des rotierenden Werkzeugs im Eingriffsbereich entgegen der Vorschubrichtung des Werkstücks. Bei diesem Fräsverfahren dringt die Schneide des Fräsers in das Material ein und erzeugt einen Span, der zuerst ganz dünn und beim Schneidenaustritt seine maximale Dicke erreicht (Kommaspan). Die Schnittkräfte ziehen am Werkstück und der dadurch bedingte Kraftaufwand ist langsam ansteigend: Ist die Kraft bei Schneideneintritt gering, weil noch wenig Material abgenommen werden muss, wächst er während des Fräsvorgangs an. Kurz vor Schneidenaustritt erreicht er seinen maximalen Wert, bevor der Kommaspan schließlich abgetrennt wird. Das Gegenlauffräsen wird in Ausnahmefällen und auf älteren Maschinen eingesetzt, welche die Voraussetzungen für das Gleichlauffräsen nicht erfüllen.

Gehärteter Stahl ist Stahl, der nochmal wärmebehandelt wird. So werden auch HSS-Bohrer bei der Herstellung gesintert (gebacken), um den Schneidstoff noch stabiler zu machen. Beim Sintern verbindet sich das lose Gefüge der einzelnen Stoffe und die Dichte wird erhöht. Das Resultat ist ein sehr homogener, gleichmäßiger Stahl mit extrem hohem Verschleißwiderstand sowie einer hohen Druckfestigkeit, Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit.

Ein Gewinde ist eine profilierte Einkerbung, die fortlaufend wendelartig um eine zylinderförmige Wandung (innen oder außen) in einer Schraubenlinie verläuft. Die „Kerbe“ wird als Gewindegang bezeichnet. Ferner sind die Maße eines Gewindes durch verschiedene Normen und den darin enthaltenen Gewindetoleranzen eindeutig festgelegt.
Die wichtigsten Messgrößen bei einem Gewinde:

• der Außendurchmesser (der parallel zur Achse gemessene Abstand der äußeren Punkte des Gewindes)
• der Flankendurchmesser (der parallel zur Achse gemessene Abstand zweier gegenüberliegender Gewindeflanken)
• der Kerndurchmesser (der parallel zur Achse gemessene Abstand der inneren Punkte des Gewindes)
• die Steigung P (der Weg, den die Schraube bei einer Umdrehung axial in das Werkstück oder in der Mutter zurücklegt)
• der Flankenwinkel (der von den Gewindeflanken eingeschlossene Winkel. Beim Standardgewinde im EU-Raum, dem metrischen ISO Gewinde, beträgt der Flankenwinkel beispielsweise 60°)
• der Steigungswinkel (zwischen der Steigung P und dem Steigungswinkel a besteht die Beziehung: Tan α = (P )/(d_(a )∙ π ) da = Außendurchmesser ; π = Pi, gerundet 3,14)

Grundsätzlich wird zwischen Innen- und Außengewinden unterschieden. Beide Gewindearten werden auf verschiedene Art und Weise hergestellt. Alle Werkzeuge zur Herstellung von Gewinden (Innengewinden) haben eine gemeinsame Eigenschaft: Ihr Einsatz erfolgt am Ende der Produktionskette, wenn Bau- oder Einzelteile praktisch fertig sind. Die Gewindewerkzeuge von Gühring garantieren Prozesssicherheit und eignen sich perfekt für anspruchsvolle Bearbeitungsaufgaben am Ende einer Produktionskette. Im Zuge dessen existieren mehrere Verfahren, die zum gewünschten Ergebnis führen: Völlig gleichgültig, ob sich der Anwender für Gewindeformer, Gewindebohrer oder Gewindefräser entscheidet: Gemeinsam mit unserem Produktmanagement und erfahrenen Anwendungstechnikern erlangen wir die wirtschaftlichste Lösung zur Gewindeherstellung für unsere Kunden. Sie möchten Gewinde herstellen? Eine umfangreiche Auswahl an verschiedenen und innovativen Gewindewerkzeugen erhalten Sie in unserem Gühring Online-Shop.

Welcher Gewindebohrer von Gühring eignet sich für was?

Die Gühring Gewindebohrer mit Gelbring eignen sich für die konventionelle Bearbeitung mit Ausgleichsfutter und allgemeiner Stähle bis 800 N/mm².
Die Gühring Gewindebohrer mit Rotring eignen sich für die Bearbeitung hochfester Stähle von 800-1200 N/mm².
Die Gühring Gewindebohrer mit Blauring eignen sich für die Bearbeitung rost- und säurebeständiger Stähle.
Die Gühring Gewindebohrer mit Grünring eignen sich für die CNC-Bearbeitung mit Synchrofutter und die universelle Bearbeitung bis 1000 N/mm².
Die Gühring Gewindebohrer mit Weißring setzen wir für die Bearbeitung von Gusswerkstoffen ein.
Die Gühring Gewindebohrer mit Schwarzring setzen wir für die Bearbeitung von Aluminium und Aluminiumlegierungen ein.

Sie haben Fragen zum Thema Gewindebohren? Wir helfen Ihnen gerne weiter oder stellen Ihnen in unserem Gühring Online-Shop eine umfassende Auswahl an Gewindewerkzeugen zur Verfügung, die Ihnen für jede Anforderung eine effiziente und leistungsstarke Lösung bieten.

Beim Innengewindeschneiden leisten die Zähne des Anschnitts einen Großteil der Zerspanungsarbeit.
Die Entscheidung über die bestgeeignete Anschnittlänge ist deshalb sehr sorgfältig zu treffen. Die Auswahl beeinflusst sowohl die Standzeit des Gewindebohrers als auch die Qualität des Gewindes.
Ein längerer Anschnitt erhöht die Standzeit des Werkzeugs und reduziert die Schneidkantenbelastung.
Vor allem für Materialien mit höherer Festigkeit ist das von Vorteil. Allerdings erhöht sich auch das erforderliche Drehmoment, es muss also mehr Kraft aufgewendet werden, um das Gewinde zu schneiden.
Die kürzeren Anschnitte ermöglichen ein Gewinde bis annähernd zum Bohrungsgrund, haben aber in der Regel eine geringere Standzeit.

Brauchen Sie für Ihre Gewindewerkzeuge eine Beratung? Gerne können Sie uns kontaktieren. Wir helfen Ihnen weiter.

Vor dem Gewindeschneiden wird das Kernloch mit einem 90° Kegelsenker angesenkt. Dadurch wird das Herausdrücken der ersten Gewindegänge vermieden und die Schneidwerkzeuge lassen sich leichter ansetzen. Die Senkung sollte etwas größer als die Gewindesteigung sein.

Das Prinzip des Gewindes war schon in der Antike bekannt und wurde für Schraub- und Spiralkonstruktionen genutzt. Die ersten bekannten Aufzeichnungen zu Gewindewerkzeugen stammen von Leonardo da Vinci aus dem 16. Jahrhundert. Doch damals war jedes Gewinde ein Unikat. Erst der Engländer Joseph Whitworth hatte im 19. Jahrhundert die Idee, Gewinde zu normen. Dadurch verbreitete sich das Whitworthgewinde schnell in Europa und ist bis heute eine der bekanntesten Gewindenormen.

Mit einem Gewindebohrer wird ein Innengewinde in ein Kernloch geschnitten. Dabei tragen die Schneidzähne des Gewindebohrers Metall in Form von Spänen vom Werkstück ab und erzeugen auf diese Art ein definiertes Gewindeprofil.

Die Qualität eines Innengewindes kann schnell und sicher mit einem Gewindegrenzlehrdorn gemessen werden. Lässt sich die „Gutseite“ des Gewindegrenzlehrdorns problemlos in das Gewinde einschrauben, liegen das Mindestmaß des Außendurchmessers und des Flankendurchmessers innerhalb der vorgeschriebenen Toleranzen. Das Paarungsmaß des Gewindes ist in Ordnung. Toleranzen sind Maßgrößen bzw. „zulässige Abweichungen vom Nennmaß“. Je niedriger die Toleranzen, desto kleiner ist die Lücke, die an den Flanken zwischen Schraube und Gewinde entsteht.

Nun kommt die andere Seite des Gewindegrenzlehrdorns zum Einsatz, welche mit einem roten Ring gekennzeichnet ist. Im Idealfall sollte sich diese „Ausschussseite“ nur zwei Umdrehungen in das Gewinde bewegen lassen, bei mehr Umdrehungen handelt es sich bei dem Gewinde um Ausschuss.

Gewindefräsen: mit der richtigen Technologie zum Erfolg

Um ein Innengewinde herzustellen, wird Material aus einem zuvor gebohrten Kernloch geschnitten. Dieses Kernloch muss über einen definierten Durchmesser und eine Senkung verfügen. Außerdem sollte das Kernloch immer etwas kleiner sein als der Nenndurchmesser des Gewindes, das darin eingebracht werden soll.

Das Gewindeprofil wird von formgenauen Gewindewerkzeugen aus dem Werkstoff herausgeschnitten. Der entsprechende Steigungswinkel des Gewindes ist bereits auf das Werkzeug geschliffen. Neben dem Gewindeformen ist das Gewindeschneiden eines der am häufigsten genutzten Verfahren, um Innengewinde einzubringen und wird vor allem dann angewandt, wenn Gewindeformen aufgrund der zu bearbeitenden Materialien nicht möglich ist.

Troubleshooting Gewinden: Die häufigsten Fehler und wie Sie diese vermeiden

Das Gewindebohren ist das am häufigsten verwendete Verfahren zur Herstellung von Innengewinden und zählt gemäß DIN 8580 als zerspanendes Fertigungsverfahren zu der Hauptgruppe „Trennen“. Mit diesem Verfahren können fast alle zerspanbaren Werkstoffe bearbeitet werden. Gühring stellt im Bereich Gewindebohren besonders weit entwickelte Gewindewerkzeuge aus leistungsfähigen Schneidstoffen (HSS-E, HSS-PM, Vollhartmetall) zur Verfügung. An die Maschinen wird beim Gewindebohren keine besondere Anforderung gestellt. Das Gewinde entsteht durch das Ausschneiden von Material aus einem zuvor gebohrten Kernloch.

Hierbei unterscheidet man zwischen drei Bohrungsarten:

1.  Durchgangsgewinde – hat eine durchgehende Kernlochbohrung und wird mit einem Gewindebohrer geschnitten. Die Späne fallen dabei unten aus der Bohrung heraus.
2.  Sacklochgewinde – Ein Sackloch durchdringt das Werkstück nicht vollständig. Sacklöcher werden angebracht, wenn die Materialdicke des Werkstücks sehr groß und ein Durchbohren nicht notwendig ist. Aber auch, wenn ein Durchbohren aus konstruktiven Gründen, wie zum Beispiel wegen der Abdichtung, Stabilität oder Betriebssicherheit, nicht gewollt ist. Dann muss die vorgesehene Tiefe exakt eingehalten werden. Die Späne werden durch den positiven Drallwinkel aus der Bohrung nach oben befördert.
3.  Durchgangs- und Sacklochgewinde – Bei dieser Bohrungsart ist die Kernlochbohrung ein Durchgangsloch. Das Gewinde wird aber nicht bis zum Bohrungsende geschnitten. Deshalb bezeichnet man es als Sackloch.

Abschließend sei festgehalten, dass auf den zu bearbeitenden Werkstoff abgestimmte, hochwertige Beschichtungen, Fertigungsziele wie hohe Standzeiten und eine hohe Ergebnisqualität beim Bohren der Gewinde unterstützen. So garantiert Gühring Ihnen individuell angepasste Bearbeitungslösungen im Bereich Gewindebohren, ob in der Automobilindustrie, Medizintechnik oder im Maschinenbau und bietet darüber hinaus abgestimmte Komplettlösungen als Antwort auf die spezifischen Anforderungen der Energie-, Luft- und Raumfahrt-Industrie.

Sie möchten mehr Informationen zum Thema Gewindebohren? Oder möchten Sie lieber eine individuelle Beratung? Wir helfen Ihnen gerne: Kontaktieren Sie uns einfach.

Was ist ein Gewindeformer?

In der Zerspanungsbranche versteht man unter einem Gewindeformer (auch Gewindefurcher genannt) ein schraubenähnliches Werkzeug, welches durch Kaltumformung die spanlose Herstellung von Innengewinden gewährleistet. Bevor das Werkzeug zum Einsatz kommt, muss ein präzises Kernloch vorgebohrt werden, damit beim Formen des Gewindes so wenig Ausgangsmaterial wie möglich zur Seite gedrückt wird. Das Kernloch hat einen definierten Durchmesser und sollte über eine Senkung verfügen. Demnach wird im Bearbeitungsprozess der Faserverlauf des Werkstoffs nicht unterbrochen. Der große Vorteil der Bearbeitung mit einem Gewindeformer liegt bei der hohen Geschwindigkeit und Präzision des Vorgangs. Außerdem wird kein Material abgetragen, weshalb die Oberfläche nach dem Gewindebohren in der Regel deutlich glatter ist, und eine wesentlich bessere Struktur aufweist. Viele, durch das Gewindeformen erzeugte Innengewinde erhalten außerdem eine höhere Festigkeit.

Man unterscheidet dabei zwischen zwei Werkzeugtypen: Gewindeformer mit und ohne Schmiernuten. Gewindeformer mit Schmiernuten sind universeller einsetzbar, wohingegen Gewindeformer ohne Schmiernuten nur bis zu einer Gewindetiefe von max. 1,5xD eingesetzt werden können.

Mit den Pionex-Gewindeformern von Gühring stehen komplexen Bearbeitungsprozessen nichts mehr im Weg, da die Optimierung der Schmiernut, die einzigartige Polygonform und die homogenisierte Oberfläche für eine längere Werkzeuglebensdauer und verbesserte Oberflächenqualität sorgen.

Sie suchen den passenden Gewindeformer für Ihre Bearbeitung?
In wenigen Schritten haben Sie mit unserem Gühring Navigator den geeigneten Synchrongewindebohrer zur Hand. Oder besuchen Sie jetzt unseren Gühring Online-Shop.

Ein Gewindebohrer ist ein Bohrer zur Erzeugung eines Innengewindes in einem festen Werkstoff. Gewindebohrer sind die Klassiker in unserem Gewindewerkzeugsystem und bieten für nahezu jede Anwendung das passende Standardwerkzeug.
Ob Automotive, Aircraft, Energietechnik oder Maschinenbau – die Branchen, die unsere Gewindebohrer einsetzen sind vielfältig – so auch die Anwendungen. Im Gühring PowerTap-Programm finden Sie leistungsstarke Gewindebohrer für die gängigsten Gewinde.

Ein PowerTap-Gewindebohrer ist ein echter Universal-Gewindebohrer mit breitem Einsatzspektrum und liefert dabei beste Bearbeitungsergebnisse: Völlig gleichgültig, ob Guss, Aluminium und Alu-Knetlegierungen, rost- und säurebeständige, hochfeste oder allgemeine Stähle – die Gewindebohrer-Serie PowerTap verspricht leistungsstarke Gewindebohrer für die gängigsten Gewinde in nahezu allen Werkstoffen.

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Auf speziell entwickelten Maschinen stellt Gühring hochpräzise geschliffene Gewindebohrer her. Als Schneidstoff für unsere Gewindebohrer verwenden wir beste Qualitätsstähle (HSS) sowie Hartmetall aus eigener Produktion. In kurzspanenden Werkstoffen spielen Vollhartmetallgewindebohrer ihre Stärken aus. Das Metall ermöglicht aufgrund seiner hohen Härte wesentlich höhere Standzeiten. Gleichzeitig sinkt die Bearbeitungszeit signifikant, weil mit höheren Schnittgeschwindigkeiten gearbeitet werden kann. Schnellarbeitsstahl (HSS) ist als Schneidstoff für viele verschiedene Werkstoffe einsetzbar. So kann ein Gewindeschneider aus HSS zum Beispiel in Stahl prozesssicher schneiden, während Hartmetall-Schneiden aufgrund ihrer geringen Zähigkeit brechen würden.

Bricht der Gewindebohrer während der Bearbeitung ab, kann das mehrere Gründe haben:

Die Kernlochbohrung ist zu klein: Stellen Sie die Bohrung des Kernlochs mit dem richtigen Durchmesser her. Dabei können Sie sich an Gewindekernlochtabellen orientieren.

Der Gewindebohrer läuft auf dem Kernlochgrund auf: Prüfen Sie die Bohrungstiefe und setzen Sie ein Gewindeschneidfutter mit Längenausgleich oder eine Überlastungssicherung ein.

Der Gewindebohrer wird falsch geführt: Das kann passieren durch eine fehlende oder falsche Ansenkung der Kernlochbohrung bzw. Positions- oder Winkelfehler. Achten Sie darauf, dass Sie die Kernlochbohrung im richtigen Winkel ansenken. Außerdem ist die korrekte Werkstückspannung entscheidend, verwenden Sie am besten ein Gewindeschneidfutter mit achsparalleler Pendelung.

Das Werkzeug ist ungeeignet: Eventuell ist die Härte des Werkzeuges oder seine Schneidengeometrie für die Bearbeitung nicht geeignet. Das richtige Werkzeug für Ihren Anwendungsfall finden Sie im Gühring-Navigator.

Kommt es während des Gewindens zum Werkzeugbruch, kann der abgebrochene Gewindebohrer mit einem kleineren Bohrer ausgebohrt werden. Stellen Sie dazu die Laufrichtung der Bohrmaschine gegen die Gewindebohrer-Laufrichtung ein. Der kleine Bohrer sollte die inneren Gewindebahnkanten knapp erreichen. In großen Fertigungsbetrieben gibt es spezielle Maschinen, die abgebrochene Gewindebohrer mittels Erodieren lösen.

Ein Durchgangsloch führt komplett durch das Werkstück hindurch. Gewindebohrer für Durchgangslöcher haben eine Besonderheit gegenüber Werkzeugen für Sacklöcher: Sie haben mehr Gänge am Anschnitt, denn die Spitze des Bohrers kann am Ende des Bohrlochs austreten. Das ermöglicht ein vollständiges Schneiden des Gewindes trotz der fehlenden Schneiden an der Spitze.

Manchmal müssen Gewinde an schwerzugänglichen Stellen eingebracht werden, zum Beispiel an tieferliegenden Aussparungen, Absätzen, Störkanten an Vorrichtungen oder unmittelbar an Gusswänden. In solchen Fällen empfiehlt sich die Verwendung einer Verlängerung für Handgewindebohrer. Auch bei einem sehr tief liegenden Innengewinde kann eine Verlängerung hilfreich sein.

Bevor das Gewinde mit dem Gewindebohrer geschnitten werden kann, muss ein passendes Kernloch gebohrt werden. Der Durchmesser des Kernlochs fällt etwas kleiner aus als das Maß der Schraube, die später eingedreht werden soll. Das liegt daran, dass die späteren Gewindegänge den Durchmesser verändern. Der genaue Durchmesser für das Vorbohren ergibt sich aus der sogenannte ISO-Tabelle, die jeder Gewindegröße eine Bohrergröße zuweist.

Hier sind Beispiele für drei gängige metrische Regelgewinde:

	Gewindebohrer M2	Gewindebohrer M4	Gewindebohrer M10
Gewindegröße	M2	M4	M10
Kernlochdurchmesser	1,6 mm	3,3 mm	8,5 mm
Steigung Regelgewinde	0,40 mm	0,70 mm	1,50 mm

Die normale Gewindebohrertoleranz liegt bei ISO 2, mit der eine durchschnittliche Passung zwischen Schraube und Mutter erzeugt wird. Eine niedrigere Toleranz wie ISO 1 stellt eine feine Passung mit geringem Spiel an den Flanken zwischen Schraube und Mutter her. Eine höhere Toleranz (zum Beispiel ISO 3) generiert eine grobe Passung mit größerem Spiel. Gewählt wird diese Art, wenn die Mutter beschichtet ist oder eine lose Passung gewünscht ist.

Grundsätzlich dient das Gewindeformen der Realisierung von Innengewinden. Anders als beim Gewindebohren entsteht das Gewinde beim Gewindeformen durch das Verformen des Materials durch Kaltumformung. Durch die Polygone des Gewindeformers wird das Material zum Fließen gebracht und zu einer Ausformtasche geformt, die nach mehreren Umdrehungen die Form des Gewindeprofils annimmt. Demnach wird mit dem Gewindeformer der Werkstoff nicht geschnitten, sondern lediglich verformt. Das Gewindeprofil drückt sich stufenweise über den Anschnitt des Gewindeteils in den Werkstoff, bringt es so zum Fließen und verformt es plastisch.

Durch den Fließprozess bilden sich die verfahrensspezifischen Ausformtaschen und die Spanbildung entfällt. Von entscheidender Bedeutung sind beim Gewindeformen die Kühlung und vor allem die Schmierung über die Schmiernuten. Die Schmierung verhindert nämlich, dass sich Material auf den Gewindeflanken aufschweißt, und gewährleistet, dass das notwendige Drehmoment nicht zu hoch wird. Alle Werkstoffe, die über eine Bruchdehnung von mehr als 6% verfügen sind formbar. Daher sind also auch ca. 75% aller in der Industrie zu bearbeitende Werkstoffe formbar.

Das Gewindeformen ist durch seine hohe Prozesssicherheit, der spanlosen Fertigung und den höheren Standzeiten als beim Gewindebohren, eine äußerst wirtschaftliche Form der Gewindeherstellung.
Besonders die Pionex Gewindeformer von Gühring eignen sich bei diesem Verfahren für komplexe Herausforderungen, da die Optimierung der Schmiernut, die einzigartige Polygonform und die homogenisierte Oberfläche für eine längere Werkzeuglebensdauer und verbesserte Oberflächenqualität sorgen.

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Welche Fräsarten existieren für die Herstellung von Rechts- und Linksgewinden?

Beim Gewindefräsen unterscheidet man je nach Laufrichtung zwischen Gegenlauf- und Gleichlauffräsen. Da die Gewindefräser rechtsschneidend ausgelegt sind, ist die
Drehrichtung grundsätzlich rechts. Durch Ändern der axialen Vorschubrichtung, durch Gegenlauf- oder Gleichlauffräsen, sind sowohl Rechts- als auch Linksgewinde herstellbar.
Das Gegenlauffräsen
Beim Gegenlauffräsen ist die Vorschubbewegung identisch mit der Drehrichtung des Gewindefräsers. Der Fräser dreht sich immer rechts im Uhrzeigersinn. Die Vorschubbewegung in diesem Fall auch. So läuft die Werkzeugschneide im Gegenlauf in das Bauteil.
Das Gegenlauffräsen wird für Gewindetiefen größer als 1,5xD empfohlen, da bei tieferen Gewinden beim Gleichlauffräsen die Gefahr besteht, dass das Gewinde konisch und somit unbrauchbar wird.
Das Gleichlauffräsen
Beim Gleichlauffräsen verläuft die Vorschubbewegung entgegen der Drehrichtung des Gewindefräsers. Der Gewindefräser dreht sich rechts im Uhrzeigersinn. Die Vorschubbewegung dreht sich beim Gleichlauffräsen nach links. So läuft die Werkzeugschneide im Gleichlauf in das Bauteil.
Das Gleichlauffräsen ist nur für Gewindetiefen kleiner als 1,5xD zu empfehlen. Bei tieferen Gewinden besteht die Gefahr, dass das Gewinde konisch und somit unbrauchbar wird.

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Ein wichtiger Aspekt zum Thema Gewindeformen ist die Beschichtung.
Bei diesem komplexen Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Werkzeugen werden eine oder mehrere Lagen auf den Schneidstoff aufgetragen.
Die Beschichtung sorgt für eine höhere Oberflächenhärte, trennt das Werkzeug vom zerspanten Werkstoff und dient als Wärmeisolierung. Dadurch wird das Werkzeug
leistungsfähiger und wirtschaftlicher.
Es gibt verschiedene Beschichtungen mit unterschiedlichen Eigenschaften und Anwendungsgebieten. Gühring hat bereits Anfang der 1980er Jahre die weltweit erste TiN-Beschichtung auf HSS-Bohrern präsentiert und damit einen Meilenstein in der Zerspanungswelt gesetzt. Seither hat sich der unternehmenseigene Bereich Schichten etabliert, der sowohl neue Beschichtungen als auch die notwendige Beschichtungstechnologie entwickelt und fertigt.

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Von entscheidender Bedeutung sind beim Gewindeformen die Kühlung und vor allem die Schmierung über die Schmiernuten. Die Schmierung verhindert, dass sich Material auf den Gewindeflanken aufschweißt, und gewährleistet, dass das notwendige Drehmoment nicht zu hoch wird. Bei unzureichender Schmierung des Gewindes nimmt die Oberflächenqualität des Gewindes drastisch ab.
Gewindeformen ohne Schmierung ist nicht daher schlichtweg nicht möglich. Je mehr Schmierung mit möglichst hohem Fettanteil verwendet wird, umso höher ist die Standmenge.

Man unterscheidet zwei Arten von Kühlschmierstoffen:

1. Nichtwassermischbarer Kühlschmierstoffe sind Mineralöle mit besten Schmiereigenschaften. Sie setzen die Reibung herab und erzielen die höchsten Standmengen.
2. Wassergemischte Kühlschmierstoffe werden als Konzentrat vor dem Gebrauch mit Wasser zu Emulsion verdünnt. Hier darf der Fettanteil nicht unter 6% liegen. Ideal ist ein Anteil von mehr als 12%, um durch eine gute Schmierwirkung eine hohe Standmenge zu erreichen.

Sie benötigen noch mehr Informationen oder Fachwissen über das Thema Schmierung bei Gewinden? Dann registrieren Sie sich jetzt für unsere Gühring Online Academy und profitieren Sie von Trainings zu Fachthemen aus unserer Branche und natürlich zu unseren Produkten.

Auch dem Gewindeformen geht das Bohren eines Kernlochs voran, dass Sie am Bohrungseingang senken sollten. Gegenüber der zerspanenden Gewindeherstellung ist der Kernlochdurchmesser größer zu wählen. Ein zu kleiner Vorbohr-Durchmesser führt zu einer Überformung des Gewindes und ist unbedingt zu vermeiden, da er auch zum Werkzeugbruch des Formers führen kann. Mit größerem Vorbohrdurchmesser verringert sich die Belastung des Werkzeugs bei gleichzeitiger Erhöhung der Standzeiten. Allerdings ist der Vorbohrdurchmesser stark von der Verformbarkeit des Werkstoffes, der Werkstückgeometrie und der gewünschten Tragtiefe des Gewindes abhängig.

 

Gewindeformer Kernloch Tabelle

 

Gewindegröße	Gewindeformer M6	Gewindeformer M8	Gewindeformer M10	Gewindeformer M12
Kernloch Durchmesser	5,55	7,40	9,25	11,20
Steigung Regelgewinde	1,00	1,25	1,50	1,75

 

Polygonformer Pionex: Gewindeformen mit 30 % weniger Drehmoment

Gewindeformer können mit höheren Schnittgeschwindigkeiten auf Maschinen eingesetzt werden, da die Umformbarkeit vieler Werkstoffe mit der Formgeschwindigkeit zunimmt. Die Standzeiten werden dadurch nicht negativ beeinflusst. Der Gühring-Navigator führt sie zu den passenden Schnittdaten für Ihren Anwendungsfall, die Sie dann nur noch auf Ihren Maschinen einstellen müssen.

Das Gewindefräsen ist ein universelles Verfahren zur Herstellung von Innen- und Außengewinden und eignet sich von weichen bis hin zu hochfesten Werkstoffen.
Das Gewinde entsteht durch das spiralförmige Schrägeintauchen eines rotierenden Werkzeugs. Dabei erzeugt die Seitenbewegung des Werkzeugs in einer Umdrehung die Steigung. Voraussetzung dafür ist eine CNC-Maschine mit mindestens drei Achsen, bei welcher die X- und Y-Achse den Durchmesser des Gewindes bestimmen, während die Z-Achse die Steigung definiert.

Die Vorteile des Gewindefräsens liegen weniger in der Fertigungsgeschwindigkeit als vielmehr in der außerordentlich hohen Prozesssicherheit (durch sehr kurze Späne, oder bei Werkzeugbruch, da der Gewindefräser komplett aus dem Werkstück entfernt werden kann). Die geringere Fertigungsgeschwindigkeit ist u. a. ein Grund, warum Gewindefräsen seltener eingesetzt wird als andere Gewinde-Techniken. Das ändert Gühring und schafft mit seiner SC-Line Gewindefräser mit HIGH-END Performance bis zu 50 % kürzere Bearbeitungszeiten und eine Top-Performance beim Gewindefräsen bis 1300 N/mm2.

Das ausgelegte SC-Line-Programm von Gühring beseht aus Mikrogewindefräsern und Gewindefräsern mit 45°-Senkfase. Hier erfolgt neben der Erhöhung der Bearbeitungsgeschwindigkeit, die Verlängerung der Standzeit um bis zu 100%, während eine zuverlässige Bearbeitung und noch höhere Prozesssicherheit garantiert sind. Der Gewindefräser SC-TMC kann beispielsweise in allen Materialien bis 45 HRC eingesetzt werden und eignet sich auch für höherfeste Materialien bis hin zur Schwerzerpanung. Dies gelingt durch die Erhöhung der Anzahl der Schneiden, wonach die Bearbeitungszeiten deutlich gesenkt werden. Durch seine spezielle Geometrie und eine temperaturbeständige Beschichtung eignet sich das Werkzeug für die Bearbeitung von härteren Materialien.

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effektives gewindefräsen mit der richtigen Technologie zum Erfolg

Wann stellt man Rechtsgewinde und in welchen Fällen Linksgewinde her?

Das Rechtsgewinde
Ein Großteil der heute zu fertigenden Gewinde sind Rechtsgewinde. Das Rechtgewinde wird im Uhrzeigersinn im Gegenlauf gefräst. Dabei bewegt sich die Gewindesteigung abwärts.
Das Linksgewinde
Das Linksgewinde wird gegen den Uhrzeigersinn im Gleichlauf gefräst. Dabei bewegt sich die Gewindesteigung abwärts.
Ein Linksgewinde wird verwendet, wenn sich ein Normalgewinde durch die Beanspruchung von selbst lösen könnte. Ein Beispiel hierfür ist die Spannmutter eines Sägeblattes oder das linke Pedal eines Fahrrads. Würde hier ein Rechtsgewinde eingesetzt werden, könnte die Drehbewegung das Pedal abschrauben. Auch zur Sicherung von Ventilen bei Gasflaschen kommt das Linksgewinde zum Einsatz.

Die Kühlung, konkret die Innenkühlung, ist beim Gewindefräsen von zentraler Bedeutung. Die kurzen Späne müssen durch das Kühlschmiermedium aus dem Arbeitsbereich herausgespült werden. Die anfallenden Späne könnten sonst die Oberfläche des Gewindes beeinträchtigen oder gar zu Ausbrüchen am Werkzeug führen.
Bei der Innenkühlung wird das Kühlschmiermedium direkt an die Werkzeugschneide befördert und bildet dort eine Schmierschicht zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück. In der Folge verringert sich die Reibung und somit die Temperatur im Zerspanungsprozess. Die Späne werden durch den Druck direkt aus der Bohrung befördert.
Bei der Außenkühlung wird das Kühlschmiermittel nicht immer optimal an die Werkzeugspitze transportiert. Vor allem bei tiefen Gewinden erreicht die Außenkühlung das Werkzeug nur bedingt und die Späne werden nicht optimal heraus gespült.

Die aufeinander folgenden Werkzeugzähne des Gewindefräsers bilden keine Spirale, sondern sind ohne Steigung angeordnet. Einzahn-Gewindefräser werden ausschließlich zur Herstellung von Innengewinden. Sie weisen bei der Bearbeitung eine deutlich geringere radiale Abdrängung auf, als es bei Mehrzahn-Gewindefräsern der Fall ist.

Gühring bietet Mikro-Gewindefräser, mit denen sich metrische ISO-Gewinde mit einer Gewindegröße M3 fräsen lassen.

Mikro-Gewindefräsen im Detail: 6 Tipps für das perfekte Mikrogewinde

Bauteile mit Außengewinde (zum Beispiel Schrauben) und Bauteile mit Innengewinde (zum Beispiel Muttern) müssen zueinander passen. Gewindenormen stellen sicher, dass trotz getrennter Herstellung immer eine Funktion von Bauteilen mit gleichen Nenndaten gewährleistet ist. Die gängigsten Gewindenormen sind das metrische ISO-Gewinde und die Gewinde Amerikanische UN Serie, es gibt aber noch andere Gewindenormen.

M: Metrisches ISO-Gewinde
MF: Metrisches ISO-Feingewinde
UNC: Unified Coarse Thread-Inch-Gewinde
UNF: Unified Fine-Thread Inch-Gewinde
G: Whitworth-Gewinde (Zylindrisches Rohrgewinde für nicht im Gewinde dichtende Verbindungen)

Die Gewindekurzbezeichnung enthält den Kennbuchstaben und den Nenndurchmesser oder die jeweilige Gewindegröße. Des weiteren werden Zusatzangaben für Steigungen oder Gangzahl, Toleranz, Mehrgängigkeit, Kegeligkeit und Linksgängigkeit angefügt.

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Die Schraube und die Mutter müssen zusammenpassen. Und das, obwohl sie in unterschiedlichen Ländern produziert wurden. Hierfür wurden beizeiten Gewindenormen festgesetzt, welche ein Regelwerk für die Bearbeitung bilden. Ein wesentlicher Bestandteil davon sind die darin enthaltenen Definitionen für die Gewindetoleranzen. Die Toleranz bzw. „zulässige Abweichung“ vom Nennmaß bezeichnet die Differenz zwischen dem Höchst- und dem Mindestmaß. Innerhalb der Toleranz darf das Istmaß eines Werkstücks oder Bauteils vom jeweiligen Nennmaß abweichen, ohne die Bearbeitung zu gefährden.

Durch eine geeignete Festlegung der Toleranzen zusammengehöriger Teile ist eine vollständige Austauschbarkeit jedes Teils und damit die Serienfertigung und Massenproduktion möglich.
Die Gewindetoleranzen werden in Toleranzklassen eingeteilt.

Die Bezeichnung für die Toleranzklasse enthält eine Angabe für

• die Toleranzklasse des Flankendurchmessers und
• der Toleranzklasse für den Kerndurchmesser des Innengewindes.

Jede Angabe einer Toleranzklasse besteht aus

• einer Ziffer für die Toleranzgröße und
• einem Buchstaben für die Toleranzlage.

Die spezifische Toleranzlage begrenzt die zulässige Abweichung von der idealen Lage zweier oder mehrerer Elemente oder Ebenen zueinander.
Benötigen Sie für Ihre Werkzeuge und zum Thema Gewindetoleranzen eine Beratung? Gerne können Sie uns kontaktieren. Wir helfen Ihnen weiter.

Als Entwickler und Hersteller von hochwertigen Hartmetallsorten und hoch performanten Schneidstoffen haben wir auch unser Produktprogramm in Sachen Gewindewerkzeuge entsprechend ausgebaut. Um die Gewinde in die Werkstoffe zu bohren, zu formen oder zu fräsen, verwenden wir als Schneidstoffe für unsere Gewindewerkzeuge Schnellarbeitsstahl (HSS-E und PM-HSSE) und Hartmetall.

Schnellarbeitsstahl
Ein Schnellarbeitsstahl ist ein hochlegierter Werkzeugstahl, der sehr zäh und unempfindlich gegen schwankende Kräfte ist. Die Arbeitstemperatur kann bis zu 600°C betragen. Je nach Legierungsbestandteil erhalten die Schnellarbeitsstähle spezifische, auf den Einsatzfall abgestimmte Eigenschaften: Wolfram und Molybdän erhöhen die Anlassbeständigkeit und Verschleißfestigkeit. Kobalt erhöht die Verschleißfestigkeit und steigert die Warmhärte. Die Hauptanwendungsgebiete des Schnellarbeitsstahls HSS-E sind P, M, K und N – er ist also für viele verschiedene Werkstoffe einsetzbar und wird vor allem für günstigere Werkzeuge verwendet.
PM steht für Pulvermetallurgie. Zur Herstellung pulvermetallurgischer Werkzeugstähle werden Pulver bei hohen Temperaturen und Drücken in Heißpressen zu Blöcken verdichtet. Diese werden dann durch Warmwalzen umgeformt und anschließend zu Werkzeugen weiterverarbeitet. Durch dieses spezielle Herstellungsverfahren werden die Legierungselemente feiner verteilt und daher eine höhere Härte als auch eine wesentlich höhere Zähigkeit erreicht.

Die Hauptanwendungsgebiete des Schnellarbeitsstahls PM-HSSE sind:
P (unlegierte und hochlegierte Stähle, einschließlich Stahlguss)
M (rostfreie Stähle [ferritisch, martensitisch, austenitisch, austenitisch-ferritisch]).
K (Gusseisen [Grauguss GCI, Temperguss MCI, Kugelgraphitguss NCI, Vermicularguss CGI, Bainitisches Gusseisen ADI])
N (NE-Metalle [z.B. Aluminium, Kupfer, Messing]) und S (warmfeste Superlegierungen [HRSA])
Die Auflistung zeigt, dass der Schnellarbeitsstahl PM-HSSE für viele verschiedene Werkstoffe einsetzbar ist. Zusätzlich können auch Werkstoffe wie Titan verarbeitet werden.
Verwendet wird er in höherwertigen Werkzeugen mit einer entsprechend hohen Produktivität.

Hartmetalle
Hartmetalle bestehen aus einem Härteträger wie Wolframcarbid und weiteren Karbiden sowie einer zähen Komponente, dem Kobalt. Kobalt dient dabei als Einbettmasse bzw. Klebstoff, in dem sich die Hartstoffpartikel verteilen.
Die Hauptanwendungsgebiete von Gewindebohrern und Gewindeformern aus Hartmetall sind:
K (Gusseisen [Grauguss GCI, Temperguss MCI, Kugelgraphitguss NCI, Vermicularguss CGI, Bainitisches Gusseisen ADI])
N (NE-Metalle [z.B. Aluminium, Kupfer, Messing]) und S (warmfeste Superlegierungen [HRSA])
H Stähle mit einer Härte von 55-62 HRC, Kollikelhartguss 400-600 HB
Hier liegt der Fokus also auf den Guss- und Aluminiumwerkstoffen. Bei den Gewindefräsern eröffnet sich durch den Schneidstoff Hartmetall ein universelles Einsatzgebiet.
Für gehärtete Stähle ist Hartmetall der einzige Schneidstoff, der geeignet ist, Materialien von einer Härte <55 HRC zu schneiden.
Eingesetzt werden Hartmetalle in High-End-Werkzeugen mit sehr hoher Wirtschaftlichkeit im Bereich der Großserienanfertigung.

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Im Rahmen einer Fräsbearbeitung kommen zwei unterschiedliche Fräsverfahren zum Einsatz. Zum einen das sogenannte Gegenlauffräsen und zum anderen das Gleichlauffräsen. Beim Gleichlauffräsen dreht sich das Werkzeug gleich mit der Vorschubrichtung. Dabei dringt die Schneide des Fräsers in das Material ein, wobei der Span beim Eindringen seine maximale Dicke hat und dann immer dünner wird. Die freigesetzten Kräfte sind beim Gleichlauffräsen unmittelbar bei Schneideneintritt am größten, nehmen dann aber kontinuierlich ab. Der sich vom Werkstück lösende Span wird zum Schneidenaustritt hin immer dünner, bis er sich schließlich abgeschält, wodurch eine im Verhältnis zum Gegenlauffräsen glattere Oberfläche entsteht. Der Span ist dabei kommaförmig, weshalb anfangs viel Material abgenommen wird und am Ende wenig. Das Gleichlauffräsen ist in der Fertigung das zu bevorzugende Fräsverfahren. Damit werden höhere Werkzeugstandzeiten erreicht und bessere Oberflächen am Werkstück erzeugt. Für die Anwendung dieses Fräsverfahrens ist der Einsatz moderner CNC-Maschinen unumgänglich.