Gewindebearbeitung: Alles, was Sie wissen müssen

Letzte Aktualisierung: 06.09. Lesezeit: 8 Minuten

Gewinde sind die Komponenten, die die Lücke der Passung und Verbindung bei der Montage von Teilen füllen, um die Festigkeit und Haltbarkeit der Endprodukte in der globalen Fertigungsindustrie zu optimieren, die stark auf die Verbindung und Passung von Komponenten angewiesen ist, um die Endprodukte herzustellen.

Gewinde sind durchgehende spiralförmige Kanten auf zylindrischen und konischen Oberflächen, die zur mechanischen und Produktteilkopplung verwendet werden.Je nach Anwendung werden Gewinde auf der Innen- oder Außenfläche erzeugt.Die auf der Außenhülle gebildeten Gewinde sind als Außengewinde bekannt, während Gewinde in einer Innenfläche als Innengewinde bezeichnet werden.Für die Bearbeitung gibt es hauptsächlich drei Ansätze, Mahlen, Gewindebearbeitung mit einer Drehmaschine, und Stanzen,

Arten von Fäden

Es gibt verschiedene Arten von Gewinden, wie z. B. beabstandete Gewinde, Maschinengewinde, Zugschrauben, selbstschneidende Schrauben, ON-Befestigungselemente, gewindeformende Schrauben und Typ-U-Schrauben.Unter diesen ON-Befestigungselementen sind beabstandete Gewinde und Maschinenschraubengewinde häufig verwendete Arten in der Fertigungsindustrie.Außerdem sind nach dem Unified Screw Thread System NC- (grobe) und UNF- (feine) Gewinde die Standardgewindekategorien.

Lassen Sie uns hier kurz auf die internen und externen Threads eingehen.

Interne Threads

Als Innengewinde wird ein Gewinde bezeichnet, das im Inneren des Verbindungselements umläuft, beispielsweise bei einer Mutter.Die Bearbeitung von Innengewinden (Innengewinde) erfolgt mit einem speziellen Einlippen-Gewindewerkzeug.Im Gegensatz dazu werden einige Innengewinde mit einem herkömmlichen Werkzeug geschnitten, das als Gewindeschneider bekannt ist.Innengewinde nehmen die Schraube auf und verriegeln sie im Werkstück.

Wählen Sie das Werkzeug mit der entsprechenden Nenngröße für die Innengewindebearbeitung und legen Sie den Lochdurchmesser fest, an dem Sie die Gewinde gemäß der Endanwendung erzeugen.

Bei der Herstellung dieser Fäden mitCNC-Bearbeitung, müssen die tatsächlichen Gewinde aus der CAD-Zeichnung entfernt werden, sodass nur das Hauptdurchmesserprofil übrig bleibt.Verwenden Sie die angegebene Beziehung, um den Durchmesser für das Gewindeschneiden zu berechnen;

Kernlochdurchmesser = Gewindebohrerdurchmesser – Gewindesteigung

Oder, 

Gewindebohrerdurchmesser = Kernlochdurchmesser + Gewindesteigung.

Suchen Sie die Mitte und bohren Sie das Loch mit dem zuvor berechneten Kernlochdurchmesser, klopfen Sie dann mit einem Gewindeschneider auf die Kante des Lochs und fasen Sie es mit einem 90-Grad-Senker an.Drehen Sie nun in das Kernloch, um die durchgehenden Gewinde zu erzeugen.

Externe Threads

Ein Gewinde krümmt sich entlang der Außenseite des Schafts des Befestigungselements, z. B. einer Schraube.Die Drehmaschine ist eine sehr effektive und weit verbreitete Maschine zur Herstellung von Außengewinden an Werkstücken.Zur Herstellung von Außengewindeprofilen eignet sich jede eindrehbare zylindrische Stange.Sie können das Werkzeug basierend auf der erforderlichen Pitch-Tiefe auswählen.

Das Außengewindeschneiden beginnt mit dem Gewindeschneideisen (Rundschneideisen) und dem Aufspannen auf die Drehmaschine.Die Kanten müssen zuerst gefeilt und mit 45 Grad abgeschrägt werden.Berühren Sie nun die Kante des Werkstücks mit einem Schneidwerkzeug, bevor Sie es der Länge nach drehen, um ein durchgehendes Gewinde zu erzeugen.

Innen- und Außengewinde

Terminologie in der Gewindebearbeitung

Terminologie in der Gewindebearbeitung

Wurzel:Zwei einstellbare Gewinde bilden eine flache oder abgerundete Oberfläche auf dem Boden, oder die Bodenfläche der Gewinderille wird als Wurzel bezeichnet.

Kamm:Die äußerste Oberfläche der Fäden, die von zwei Seiten eines Fadens gebildet werden (überstehender Teil des Fadens)

Flanke:Die Oberfläche verbindet Wurzel und Scheitel eines Gewindes und stellt Kontakt zu seinem Gegenstück her.

Gewindewinkel:Winkel wird durch zwei benachbarte Flanken zweier Gewinde in der axialen Ebene gebildet, die als Gewindewinkel bezeichnet wird.

Profiltiefe:Der axiale Abstand zwischen dem Scheitel und dem Grund wird als Gewindetiefe bezeichnet.

Tonhöhe:Abstand zwischen den beiden identischen Threads

Helixwinkel:Winkel zwischen der Schraubenlinie des Gewindes und einer Linie, die senkrecht zur Rotationsachse steht

Großer Durchmesser:Durchmesser des gedachten koaxialen Zylinders, der den Scheitel des Außengewindes (oder den Grund oder das Innengewinde) berührt

Kleiner Durchmesser: Durchmesser des gedachten koaxialen Zylinders, der den Grund des Außengewindes (oder den Scheitel des Innengewindes) berührt

Steigungsdurchmesser:der Durchschnitt des Haupt- und Nebendurchmessers

Verfahren zum Schneiden eines Bearbeitungsgewindes

Das Gewindeschneiden erleichtert das Erstellen von Verschraubungen an Bauteilen.Wenn Sie die Innengewinde schneiden, stellen Sie sicher, dass es sein Gegenstück einfügen und verriegeln kann, während Sie die Verbindung herstellen.

Die Wahl des besten Ansatzes für das Gewindeschneiden ist entscheidend;Viele Faktoren müssen berücksichtigt werden, wie z. B. Technik, Wirtschaftlichkeit, Zeitaufwand, Genauigkeit und Werkzeugverfügbarkeit.

1.          Mahlen

Mahlenkann zum Schneiden von Gewinden an Innen- und Außengewinden verwendet werden.Es verwendet die kreisförmige Bewegung von Gewindeschneidwerkzeugen, um Gewinde in einem einzigen Kreis seitlicher Bewegung zu erzeugen.Dieser Ansatz wird zum Schneiden von Gewinden verschiedener Größen verwendet, ist jedoch am besten für größere Löcher geeignet.Durch Fräsbearbeitung hergestellte Gewinde erzeugen ahohe Oberflächengüteund präzise Maßhaltigkeit.

Gewindebearbeitung mit Fräsen 

Beim Gewindefräsen gibt es zwei Arten effektiver und beliebter Werkzeuge: Vollhartmetall und Wendeschneidplatten.Die Schneidzähne dieser Werkzeuge sind parallel und nicht spiralförmig wie bei einem Gewindebohrer angeordnet.Vielzahn-Gewindemaschinen schneiden das Gewinde bis in die tieferen Lagen in einem einzigen Umlaufloch.Da Wendeschneidplatten im Allgemeinen für Löcher mit einem Durchmesser von weniger als 0,625 Zoll ungeeignet sind, werden Hartmetallwerkzeuge hauptsächlich für kleinere Lochgrößen verwendet;das Gewindeschneiden mit diesem Werkzeug ist jedoch etwas teuer, wenn keine hohe Präzision erforderlich ist.Ein Wendeschneidplattenwerkzeug ist kostengünstiger, da Sie nach dem Kauf nur die Schneide ersetzen müssen.

Die Verwendung des Gewindefräsens bietet zahlreiche Vorteile.Im Gegensatz zum Gewindebohren, das mit einem einzigen Werkzeug eine Vielzahl von Durchmessern bearbeiten kann, kann das Gewindebohren nur einen festen Durchmesser mit einem einzigen Werkzeug bearbeiten, und Gewindebohrer mit größerem Durchmesser sind auch teuer.

2.          Gewindebearbeitung mit Drehmaschine

Für diesen Schnitt wird ein Einspitzen-Drehmeißel mit Hartmetalleinsatz verwendet.Bevor Sie mit dem Schneiden fortfahren, sind einige Berechnungen erforderlich, um das Gewinde mit der Drehmaschine zu schneiden, wie z. B. Steigung, Steigung, Tiefe sowie Haupt- und Nebendurchmesser.

Der Gewindebohrergriff ist die effektivste Methode zum Gewindebohren mit einer Drehmaschine.Allerdings muss das Werkstück zunächst in das Spannfutter eingespannt werden.

Gewindebearbeitung mit Drehmaschine

·     Stellen Sie das Gewindebit und die Höhe auf den Mittelpunkt der Drehmaschine ein.Der Werkzeugeinsatz sollte im rechten Winkel zum Werkstück stehen.

·     Bringen Sie den Bit des Gewindeschneidwerkzeugs näher an das Werkstück heran.

·   Bewegen Sie nun den Griff.Wenn Sie beispielsweise Gewinde mit einer Steigung von 1 mm erzeugen möchten, muss sich das Gewindewerkzeug bei einer Umdrehung des Werkstücks um 1 mm bewegen.Gehen Sie also entsprechend vor.

3.          Stanzen

Stanzen von Gewinden 

Es ist eine einfache und kostengünstige Art des Gewindeschneidens, die für die Massenproduktion verwendet werden kann und kein hohes Maß an Genauigkeit und Qualität erfordert.Gewindeschneideisen erzeugen ein Außengewinde, das mit seinem Gegenstück zum Innengewinde kompatibel ist.

Vor dem Gewindeschneiden mit Schneideisen muss die erste Stirnseite des Werkstücks um 45 Grad angefast werden, was maschinell oder von Hand erfolgen kann.Dann wählen Sie bitte die Matrize mit dem passenden Durchmesser aus und spannen Sie diese nach dem Aufsetzen der Matrize auf der Stirnseite in einen Matrize, der sich zur Erzeugung der Gewinde einfach über die Länge drehen lässt.

Gewindeschneideisen werden auch in der metallverarbeitenden und verarbeitenden Industrie häufig verwendet, um Gewinde in geschrubbten Löchern oder Bolzen zu reparieren.Gewinde, die mit Matrizen hergestellt werden, erhöhen die Festigkeit und Haltbarkeit und senken gleichzeitig die Materialkosten, da während des Prozesses weniger Metallrückstände verschwendet werden.

Wichtige Designtipps

·        Stellen Sie sicher, dass die Oberfläche des Werkstücks über seine gesamte Länge gleichmäßig ist, bevor Sie mit dem Schneiden fortfahren.

·     Zur Herstellung von Außengewinden vor dem Schneiden die Stirnseite im 45-Grad-Winkel anfasen.Am Ende eines Innengewindes ist eine Senkung erforderlich.

·        Wenn für zukünftige Anwendungen keine besonderen Anforderungen bestehen, ist es vorzuziehen, Gewinde mit geringerer Höhe und Standardgröße zu konstruieren.

·        Die Gewindestärke sollte so gewählt werden, dass sie dem Druck beim Kuppeln standhält.

Oberflächenveredelung für Gewinde

Gewinde mit Oberflächenveredelung

Nach der Bearbeitung ist die Oberflächenveredelung von Gewinden aus ästhetischen Gründen von entscheidender Bedeutung, verbessert die Gesamtfunktionalität des Produkts und verlängert seine Lebensdauer.Darüber hinaus ist es der beste Weg, Korrosion und Oberflächenzerstörung zu verhindern und somit den Ausfall der mechanischen Kopplung zu vermeiden.

Malerei uSchwarzoxidSchlichten sind die beiden effektivsten Methoden für die Oberflächenveredelung der Gewinde.Die Lackierung hält jedoch im Vergleich zu Schwarzoxid-Oberflächen nicht über einen längeren Zeitraum.

Schwarzoxid-Oberflächen

Es ist im Wesentlichen eine mikroskopische Schicht aus Magnetit (Fe3O4), die die Oberfläche des Fadens bedeckt.Da die Dicke der schwarzen Oxidbeschichtung unbedeutend ist, beeinflusst sie nicht die Dimensionsstabilität, Designparameter oder Eigenschaften.Für die Brünierung wird eine Charge bearbeiteter Gewinde in eine alkalische Salzlösung bei der entsprechenden Temperatur (130 bis 150 0 C) getaucht.

Im Folgenden sind die Schritte aufgeführt, die für die Schwarzoxid-Veredelung von Gewinden zu befolgen sind.

• 1.     Reinigen Sie die Gewinde mit einer alkalischen wässrigen Lösung (chargenweise).
• 2.     Sofort mit destilliertem Wasser reinigen, da alkalische Lösungen mit der Gewindeoberfläche reagieren und die primäre Oberflächenbeschaffenheit beeinträchtigen können.
• 3.     Nochmals mit Wasser reinigen, um die Säurereinigung zu neutralisieren.
• 4.     Tauchen Sie die Fäden für 5 bis 45 Minuten in eine kochende alkalische Lösung.
• 5.     Mit einem Wasserstrahl mit Druckwasser reinigen und zum Trocknen beiseite legen.
• 6.     Um die Korrosionsbeständigkeit und Ästhetik der Gewinde zu verbessern, tragen Sie Wachs, Öl, Lack oder andere sekundäre Beschichtungsmaterialien auf.
• 7.     Jetzt ist der Thread-Stapel bereit für die angestrebten Anwendungen.

Abschluss

Die Gewindebearbeitung ist ein wesentlicher Prozess in der Fertigung.Daher ist die Auswahl eines geeigneten Bearbeitungsverfahrens sehr kritisch.Sie sollte der Endanwendung, der technischen Verfügbarkeit und der wirtschaftlichen Machbarkeit entsprechen.Es ist vielleicht ein bisschen kompliziert, aber es kann nicht vernachlässigt werden.

Sie können sich von Experten für Gewindetechniken vom Design bis zur Oberflächenveredelung beraten lassen.Wir haben ein erfahrenes Team von Ingenieuren, die Sie bei der Gewindeherstellung unterstützen.Wir bieten Gewindebearbeitung in allen Techniken, Fräsen, Gewindebearbeitung mit einer Drehmaschine und Stanzen, fast alles, was Sie zum Thema Gewinde benötigen.Wenn Sie also einen entsprechenden Service benötigen, zögern Sie bitte nicht kontaktiere uns.

Häufig gestellte Fragen

Warum ist die Gewindebearbeitung in der Fertigung von Bedeutung?

Die Gewindebearbeitung ist eine der effektivsten Einzelstück-Fertigungsmethoden.Gewinde werden benötigt, um verschiedene Mechanismen und Produktteile zu verbinden.Es stärkt Verbindungen und Verbindungen mehrerer Komponenten mit sehr einfachen Strukturen.

Was sind die gängigen Techniken für die Gewindebearbeitung?

Fräsen, Drehen und Matrizen sind die beliebtesten und praktischsten Techniken für die Gewindebearbeitung in der Fertigungsindustrie.

Welches ist die beste Technik für die Gewindebearbeitung?

Sie hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie z. B. Gewindegröße, Art der Anwendung, technische Verfügbarkeit, wirtschaftliche Machbarkeit und Anforderung an die Genauigkeit.

Ist die Oberflächenveredelung bei Gewinden entscheidend?

Ja, es ist wichtig, Rostbildung zu verhindern und die Haltbarkeit von Verbindungen sowie die Ästhetik zu erhöhen.