Grundlagen der Gewindebearbeitung: Schneidtechniken, Verfahren und Methoden

Gewindeschneidmaschinen sind wichtige Fertigungsmaschinen, mit denen Gewinde an Bauteilen angebracht werden. Diese Gewinde sind wichtig, weil sie beim Anbringen von Schrauben usw. hilfreich sind. Gewindeschneidmaschinen werden in allen Bereichen eingesetzt, von der Möbelherstellung bis hin zur Luft- und Raumfahrt. Dieser Artikel macht Sie mit den Grundlagen der Gewindebearbeitung und ihrer Verwendung in verschiedenen Anwendungen vertraut.

Was ist Gewindebearbeitung?

Dieser Abschnitt ist eine Einführung zu Gewindeschneidmaschinen:

Definition der Gewindebearbeitung in der Fertigung

In der Fertigung werden Gewindeschneidmaschinen verwendet, um Rillen in die Teile zu bohren. Diese Gewinde oder Rillen helfen, den Zug- und Scherkräften standzuhalten. Gewindeschneidmaschinen werden für Schrauben an komplexen Maschinenteilen verwendet, daher sind diese Maschinen in der Fertigungsindustrie von entscheidender Bedeutung. Es gibt geeignete Gewindenormen und -spezifikationen, die beim Metallgewindeschneiden usw. eingehalten werden.

Wie nennt man den Prozess des Gewindeschneidens in Metall und warum ist er für die Präzision so wichtig?

Der Vorgang des Gewindeschneidens in Metall wird einfach als Gewindeschneiden bezeichnet. Diese Innen- oder Außengewinde an den Teilen sind hilfreich zum Befestigen oder Sichern von Verbindungen. Wenn diese Gewinde nicht präzise sind, lösen sie Verbindungen und führen letztendlich zu Ausfällen. Deshalb ist es wichtig, diese Gewinde mit hoher Präzision herzustellen.

Fäden herstellen: Traditionelle vs. moderne Methoden

In der Antike oder vor der Industrialisierung gab es Handwerkzeuge, mit denen Rillen über oder in den Löchern der Teile hergestellt wurden. Da es sich um Handarbeit handelte, war die Präzision beim Herstellen von Rillen gering und die Verletzungsgefahr hoch. Die folgende Abbildung zeigt einige antike Werkzeuge zum Gewindeschneiden.

Seit der Einführung der CNC-Maschinen arbeiten diese Werkzeuge jedoch automatisch, wodurch die Fehlerwahrscheinlichkeit und die Gefahr von Verletzungen deutlich reduziert werden.

Wer hat das Threading erfunden und wie hat es sich im Laufe der Zeit weiterentwickelt?

Henry Maudslay erfand das Gewindeschneiden, doch dann wurden diese Werkzeuge in eine komplexe manuelle Maschine umgewandelt. Heute ist diese Maschine automatisch und arbeitet mit hoher Präzision.

Gewindeherstellungsmethoden vom manuellen Stanzen bis zum CNC-Gewindeschneiden

Als die Innovation begann, versuchten die Menschen, ihr Leben durch die Entwicklung neuer Produkte, Materialien usw. einfacher zu machen. Die Umstellung vom manuellen Stanzen auf CNC-Gewindeschneiden war wichtig, um die Produktionsrate bei hoher Präzision zu steigern.

Überlegungen zum Design der Gewindebearbeitung

Die wichtigen Faktoren sind:

• Materialeigenschaften
• Gewindetyp
• Anwendungen

Wichtige Parameter für die Gewindebearbeitung

Beachten Sie beim Gewindeschneiden folgende Parameter:

• Steigung der Schraube
• Gewindegröße
• Standardgewindewinkel

Diese Parameter beeinflussen die mechanischen Eigenschaften der Teile.

Schraubensteigung, Gewindegröße und Standardgewindewinkel

Steigung der Schraube: Abstand zwischen den Gewindegängen

Gewindegröße: Der Durchmesser der Gewinde

Gewindewinkel: Flanke-zu-Flanke-Winkel

Für diese Parameter stehen einige Normen zur Verfügung. Beispielsweise beträgt der Standardgewindewinkel 60°.

Der Zusammenhang zwischen Gewindesteigung und Gewindestärke

Wenn diese Gewinde eng sind, ist die Festigkeit höher. Wenn diese Gewinde breit sind, ist der Widerstand gegen Scherkräfte größer.

Erläuterung der Gewindebearbeitungsgrößen und Auswahl der richtigen Abmessungen

Es ist wichtig, Gewinde sehr genau nach den Abmessungen herzustellen. Wenn diese Gewindegrößen nicht mit den Abmessungen von Löchern usw. übereinstimmen, ist die Befestigung nicht fest und es kommt zu Fehlern.

3 Arten von Gewinden bei der Bearbeitung

Es gibt viele Arten von Gewinden mit unterschiedlichen Anwendungen. Hier lernen Sie die drei häufigsten Gewindearten in der Zerspanung kennen:

Maschinengewinde

Sie haben sicher schon die Gewinde an den Bolzen und Schrauben gesehen. Diese Gewinde werden Maschinengewinde genannt. Diese Gewinde helfen dabei, Muttern oder Bolzen usw. fest zu befestigen. Maschinengewinde ermöglichen eine längere Nutzungsdauer.

Interne Threads

Diese Gewinde befinden sich auf der Innenseite der Muttern, um die Befestigung von Schrauben usw. zu verbessern. Sie sind nicht auf Muttern beschränkt; Sie werden sie auch in Anwendungen wie Sanitäranlagen und Maschinenteilen finden. Zu den Arten von Innengewinden gehören konische und gerade Gewinde.

Wie erfolgt die Herstellung von Innengewinden?

• Löcher bohren mit dem Bohrverfahren
• Benutzen Sie Gewindeschneidwerkzeuge etc.

Externe Threads

Wie der Name schon sagt, werden Gewinde auf der Oberfläche verschiedener Teile angebracht. Typische Beispiele sind Bolzen und Schrauben. Zu den Arten von Außengewinden gehören metrische und einheitliche Gewinde. Sie finden Anwendung in der Automobil- und Maschinenbauindustrie.

Einfädelvorgang: Wie funktioniert er?

Um einen Gewindeprozess effektiv nutzen zu können, ist es wichtig zu wissen, wie er funktioniert. Faktoren wie Maschinen, Materialien usw. beeinflussen die Anwendungsmöglichkeiten der Gewinde.

Was ist Gewindeschneiden in der Zerspanung und seine wichtigsten Anwendungen

Beim Zerspanen bedeutet Gewindeschneiden, dass Sie Rillen auf oder in die Oberflächen der Teile bohren, wie Sie in der folgenden Abbildung sehen können:

Die Anwendungen sind:

• Sichere Verbindungen
• Feste Befestigung der Bauteile
• Die Haltbarkeit erhöht sich
• Verbesserte strukturelle Integrität

Gewindeschneidprozess in Drehmaschinen und CNC-Maschinen

Sie schneiden die Gewinde direkt mit einem Einpunktwerkzeug in den Drehmaschinen. Seine Präzision ist geringer und wird bei normalen Anwendungen verwendet.

Durch die Programmierung erfolgt die Arbeit auf CNC-Maschinen automatisch. Die Präzision ist höher und es wird weniger Arbeitsaufwand benötigt.

Der Unterschied zwischen Gewindeschneiden und Gewindeformen

Der Unterschied zwischen Gewindeschneiden und Gewindeformen ist einfach. Beim Gewindeschneiden schneiden/entfernen Sie das Material, um ein Gewinde zu formen. Sie verdrängen das Material, d. h., Sie entfernen es nicht, um ein Gewinde zu formen.

Gewindeschneiden

• Löcher bohren
• Wählen Sie die geeigneten Werkzeuge aus
• Beginnen Sie mit dem Schneiden

Gewinderollen vs. Gewindebearbeitung

Beim Gewinderollen wird das Material gerollt, anstatt es zu schneiden, um Gewinde auf der Oberfläche zu erzeugen. Beim Gewinderollen entsteht weniger Materialabfall und die Gewinde sind stärker. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass es nicht für alle Materialien geeignet ist.

Beim Gewindebohren muss Material abgetragen werden. Der Materialabtrag erfolgt in Form von Spänen, daher ist der Materialabfall höher.

Methoden zum Schneiden von Fäden

Zu den Methoden gehören Gewindeschneiden, Drehen, Fräsen, Gewindebohren und Schleifen, die in diesem Abschnitt behandelt werden:

Tapping

Mit diesem Verfahren werden spiralförmige Nuten in das Material eingebracht. Zum Gewindeschneiden werden Gewindebohrer verwendet. Es dient dazu, sichere Verbindungen herzustellen.

Gewindedrehen

Geeignet zum Herstellen von Gewinden an zylindrischen Formen. CNC-Maschinen sind die beste Wahl zum Drehen, um eine hohe Präzision bei der Massenproduktion zu erreichen.

Gewindefräsen

Beim Gewindefräsen werden Gewinde geformt, indem das Material mit einem Fräser entfernt wird. Es bietet:

• Eine hervorragende Oberflächenbeschaffenheit
• Innen- und Außengewinde
• Tiefe Fäden

Der Fanuc G-Code ist ein Beispiel für ein Gewindefräsprogramm.

Gewindeschleifen

Wenn Sie ein sehr hohes Maß an Präzision benötigen, wie beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt, wo die Sicherheitsstandards sehr hoch sind, verwenden Sie das Gewindeschleifverfahren. Die Schleifmaschine wird zum Herstellen von Gewinden verwendet.

Vergleich von Materialien zur Gewindebearbeitung und technische Schwierigkeiten

Bei der Gewindebearbeitung sind zwei Dinge wichtig: das Material, in das das Gewinde geformt werden muss, und das Gewindewerkzeug in jeder Methode. Die Bearbeitung wird sehr schwierig, wenn Sie harte Materialien wie Kohlenstoffstahl benötigen oder wählen. Es kann zu Werkzeugbrüchen und sogar zu Verletzungen kommen.

Gewindeschneidwerkzeuge: Gewindebohrer, Schneideisen und mehr

Wie ich bereits erwähnt habe, sind Gewindebearbeitungswerkzeuge unverzichtbar und Sie sollten wissen, welcher Gewindebohrer oder welche Schneideisen sich am besten für das jeweilige Material eignen. Die richtige Auswahl spart Geld und Zeit. Außerdem erhöht sie die Produktionsrate.

Wofür werden Gewindebohrer und Schneideisen verwendet?

Für Außengewinde verwenden Sie Schneideisen und für Innengewinde Gewindebohrer.

Was ist ein Starterhahn

Es wird vor dem Beginn des Hauptgewindeschneidvorgangs verwendet, daher wird es als Startergewindebohrer bezeichnet. Ein Starter wird häufig verwendet, wenn die Gewinde in harte Materialien geschnitten werden müssen oder wenn eine Ausrichtung erforderlich ist.

Häufige Fehler beim Einfädeln, die Sie vermeiden sollten

Beim Metallgewindeschneiden sollten folgende Fehler vermieden werden:

• Ungeeignete Auswahl von Gewindebearbeitungswerkzeugen
• Ungeeignete Auswahl der Gewindebearbeitungsgeräte
• Ungeeignete Auswahl der Gewindebearbeitungstechniken
• Auswahl der falschen Materialien

Was ist Cross-Threading?

Beim Gewindeschneiden von Metallen kommt es zu einem Vertauschen der Gewinde oder sie sind nicht richtig ausgerichtet. Diese Fehlausrichtung führt zu schwachen Verbindungen und letztendlich zum Versagen.

So verhindern Sie das Überkreuzen der Gewinde während des Bearbeitungsprozesses

Bevor Sie mit dem Gewindeschneiden an Maschinenteilen usw. beginnen, müssen Sie einige Faktoren kennen, um ein Überkreuzen der Gewinde zu vermeiden. Zu diesen Faktoren gehören:

• Wenden Sie beim Festziehen einer Schraube in einer Mutter usw. keine übermäßige Kraft an.
• Üben Sie den Installationsprozess, bevor Sie eine kritische Verbindung reparieren.
• Versuchen Sie, auf einer Linie zu bleiben

Gewindequalität und -prüfung

Qualität und Inspektion sind zwei miteinander verbundene Begriffe. Sie müssen richtig prüfen, um Produkte von bester Qualität zu erhalten. Dasselbe gilt für die Gewindebearbeitung. Qualitäts- und Inspektionsverfahren müssen vor, während und nach der Herstellung angewendet werden. Sie sollten das Material prüfen, bevor Sie es in die Gewindebearbeitung geben, ob es defekt ist oder nicht usw., um Probleme während der Herstellung zu vermeiden.

So messen Sie die Gewindegenauigkeit und stellen Präzision sicher

Es gibt geeignete Labore oder Qualitätskontrollingenieure, die die Qualität der Gewinde überwachen. Es gibt verschiedene Werkzeuge und Techniken, die bei der Beurteilung der Genauigkeit helfen und Präzision gewährleisten. Überprüfen Sie die Parameter wie:

• Der Abstand zwischen den Gewindespitzen
• Durchmesser des Gewindes
• Gewindewinkel

Sind diese Faktoren geklärt, erfolgt die Produktion exakt und präzise.

Werkzeuge und Techniken zum Messen von bearbeiteten Gewinden

Wie Sie wissen, gibt es in der Fertigungsindustrie entsprechende Labore mit den erforderlichen Werkzeugen zur Messung bearbeiteter Gewinde, wie beispielsweise:

• Zur Ermittlung des Gewindedurchmessers wird ein Gewindemikrometer verwendet
• Optischer Komparator zur Überprüfung von Gewindewinkeln usw.

• Für 3D-Gewindeprofile können Sie eine Koordinatenmessmaschine (KMG) verwenden.

Zu den gängigen Techniken gehören:

1. Visuelle Prüfung: Fehler in Gewinden sind oft sichtbar, da sie auf der Oberfläche des Teils entstehen.
2. Um die Oberfläche von Gewinden zu prüfen, werden, ähnlich wie bei Zahnrädern, Oberflächenrauheitsmessungen eingesetzt.

Anwendungen der Gewindebearbeitung

1. Im Automobilindustrie, Gewindebearbeitung wird verwendet, um Gewinde an den Befestigungselementen herzustellen. Diese Befestigungselemente werden in Motorblöcken, Aufhängungsbaugruppen und Getriebesystemen verwendet. Die CNC-Gewindebearbeitungsteile bieten ausreichend Festigkeit für die Traglast.
2. Sie werden die umfangreiche Verwendung von Metallgewinden in Turbinenschaufeln, Zahnrädern, Rumpfbefestigungen usw. in der Luft- und Raumfahrtbereich. Materialien wie Titan- und Aluminiumlegierungen werden mit CNC-Maschinen mit Gewinden versehen.
3. Im Elektronik-IndustrieGewindegefertigte Teile kommen als Verbindungsstücke, Schrauben und Gehäuse in Elektrogeräten wie Smartphones zum Einsatz.

Diese Gewinde sind sehr wichtig, da sie für eine gleichmäßige Spannungsverteilung, verbesserte Festigkeit und Wiederverwendbarkeit sorgen. Diese Gewinde werden gemäß den entsprechenden Gewindenormen und -spezifikationen hergestellt.

Fazit: Gewindebearbeitung meistern

Wir schließen diesen Artikel mit der Bemerkung, dass es wichtig ist, Gewinde auf der Oberfläche oder in den Löchern herzustellen. Diese Gewinde sorgen für mehr Festigkeit, eine feste Befestigung der Teile bedeutet starke Verbindungen usw. Es gibt verschiedene Methoden, um Gewinde herzustellen, wie z. B. Tapen, Schleifen usw. Es stehen mehrere Gewindewerkzeuge zur Verfügung, um Gewinde herzustellen, und es werden verschiedene Prüfwerkzeuge und -techniken verwendet, um die Genauigkeit und Präzision von Maschinenteilen zu gewährleisten.

Häufig gestellte Fragen zur Gewindebearbeitung

Ist das Gewindeschneiden teuer?

Dies hängt von vielen Faktoren ab, beispielsweise den gewählten Materialien, Methoden usw. Harte Materialien wie Kohlenstoffstähle sind schwer zu bearbeiten, daher sind die Gewinde teuer.

Faktoren, die die Kosten der Gewindebearbeitung beeinflussen

Die Hauptfaktoren sind die Art des Materials, das Gewindeschneidverfahren, die Gewindeschneidmaschine sowie die Werkzeuge und Techniken zur Gewindeprüfung.

Was ist der Unterschied zwischen Schneideisen und Gewindebohrer beim Gewindeschneiden?

Schneideisen und Gewindebohrer sind unterschiedliche Gewindeschneidwerkzeuge mit spezifischer Verwendung. Ein Schneideisen wird zum Herstellen von Gewinden auf der Außenfläche verwendet, während ein Gewindebohrer zum Herstellen von Gewinden in einem Loch der Maschinenteile verwendet wird.

Wie macht man Gewinde in CNC-Maschinen?

Führen Sie die folgenden Schritte aus:

• Wählen Sie je nach Material das passende Gewindeschneidwerkzeug
• Fixieren Sie Ihr Werkstück
• Geben Sie die Abmessungen in das Programm der CNC-Software ein
• Starten Sie den Einfädelvorgang

Gewindegießen vs. Gewindeschneiden

Beim Gewindegießen werden die Gewinde während des Gieß- bzw. Formprozesses hergestellt. Beim Gewindeformen werden Gewinde an vorgefertigten Bauteilen hergestellt.