News > Tipps zum Gewindenfräsen bei schwierigem Werkstoffen
Tipps zum Gewindenfräsen bei schwierigem Werkstoffen
Tipps zum Gewindenfräsen bei schwierigem Werkstoffen


Share on Facebook    Share on Twitter    Share on LinkedIn    Email a friend

Derek Korn
Modern Machine Shop Magazine

Lesen Sie die folgenden Websites:

Das Gewindefräsen wird aus mehreren Gründen immer beliebter, sagt Jamie Rosenberger, Produktmanagerin für Gewindewerkzeuge bei Allied Machine and Engineering. Zum einen, sagt sie, bieten die meisten neuen CNC-Werkzeugmaschinen jetzt die Helix-Interpolation als Standardfunktion. (Diese simultane XYZ-Bewegung eines sich drehenden Gewindefräsers in die Bohrung eines Teils ist erforderlich, damit das Werkzeug, dessen Körperdurchmesser nur einen Bruchteil des Bohrungsdurchmessers beträgt, die Gewinde schneiden kann.) Daher sind neue Maschinenbediener und Programmierer, die sich mit dieser Art von neuerer Maschinentechnologie vertraut gemacht haben, anscheinend offener dafür, das Gewindefräsen als praktikable Alternative zu traditionellen Gewindeschneidoperationen in Betracht zu ziehen.

Darüber hinaus sagt Frau Rosenberger, dass sich das Gewindefräsen besonders gut für anspruchsvolle, teure Materialien wie Werkzeugstahl, Edelstahl und hochtemperaturbeständige Legierungen eignet. In der Tat wurde die neue AccuThread T3-Serie von Allied Machine and Engineering speziell für diese Anwendungen entwickelt.

Sie erklärt, dass der Gewindebohrer während des Gewindeschneidens vollständig in das Werkstück eingreift, was zu einer starken Wärmeentwicklung führt, da die Schneidkanten des Gewindebohrers keine Chance haben, abzukühlen und das Kühlmittel nur schwer an sie herankommt. Dies ist besonders problematisch beim Gewindeschneiden von Hochtemperaturlegierungen, die häufig in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Öl- und Gasindustrie verwendet werden, da diese Materialien der Hitze eher widerstehen als sie zu absorbieren. Infolgedessen wird die gesamte beim Gewindeschneiden erzeugte Wärme in den Gewindebohrer geleitet. Dies kann in Kombination mit dem hohen Werkzeugdruck, der durch den Eingriff mehrerer Zähne in das Material entsteht, dazu führen, dass der Gewindebohrer vorzeitig verschleißt oder sogar in der Bohrung abbricht. Letzteres kann eine zeitaufwändige Nacharbeit erfordern oder dazu führen, dass das Werkstück verschrottet werden muss, was sehr kostspielig sein kann, da das Gewindeschneiden typischerweise einer der letzten Bearbeitungsschritte an einem Teil ist. Diese Überlegungen machen das Gewindefräsen für einige Werkstätten attraktiver, insbesondere für solche, die teure Werkstoffe bearbeiten, auch wenn Gewindefräser teurer sind als Gewindebohrer.

Abgesehen davon kann es eine Herausforderung sein, Gewinde in hochtemperaturbeständigen und gehärteten Werkstoffen mit konventionellen Gewindefräswerkzeugen zu bearbeiten, die ein komplettes Gewinde in einer 360-Grad-Schraubenbewegung fräsen (z. B. ein Gewindefräser, der eine ausreichende Anzahl von Schneidkanten hat, um das gesamte Gewindeprofil in eine 0,75 Zoll tiefe Bohrung in einer Schraubenumdrehung zu fräsen). Der hohe Schnittdruck, der dadurch entsteht, dass alle Schneiden gleichzeitig in das Material eingreifen, kann zu einer Durchbiegung des Werkzeugs und einer schlechten Gewindeausführung führen.

Im Gegensatz dazu schneidet der AccuThread T3-Vollhartmetall-Gewindefräser von Allied Machine and Engineering mit der proprietären, mehrlagigen AM210-PVD-Beschichtung im Wesentlichen ein Gewinde auf einmal in einer kontinuierlichen, schraubenförmigen Bewegung in eine Bohrung, wodurch der Werkzeugdruck und das Risiko einer Durchbiegung minimiert werden. Obwohl diese Werkzeuge drei Zähne haben, führt der erste den Hauptteil des Gewindeschneidens aus und die anderen beiden reinigen im Wesentlichen die von ihm erzeugten Gewinde. Daher ist der Schnittdruck auf das Werkzeug gering, so dass eine Durchbiegung in der Regel nicht problematisch ist. Außerdem haben die Schneiden beim Gewindefräsen die Möglichkeit zu kühlen, da sie nicht ständig im Schnitt sind und das Kühlmittel sie leichter erreicht.

Ein weiterer Vorteil des AccuThread T3 ist, dass das Werkzeug gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird, so dass es beim Herstellen eines Rechtsgewindes im Uhrzeigersinn schraubenförmig in eine Bohrung hineingefahren wird und somit im Gleichlauf fräsen kann. Beim Gleichlauffräsen erzeugt die Schneide des Werkzeugs einen "Dick-Dünn"-Span. Das heißt, sie bildet den dicksten Teil des Spans, wenn sie in das Material eingreift, und erzeugt den dünneren Teil des Spans, wenn sie den Schnitt verlässt. Dies erzeugt eine geringere Durchbiegung als beim konventionellen Fräsen (bei dem das Werkzeug effektiv am Material reibt, wenn es eingreift, um einen "dünnen-zu-dicken" Span zu erzeugen) und führt zu einer effektiveren Spanabfuhr, um das Nachschneiden von Spänen zu minimieren.

Tipps zum Gewindefräsen

In Anbetracht der Vorteile, die das Gewindefräsen bietet, sagt Frau Rosenberger, dass Allied Machine and Engineering immer noch Fragen bekommt, wie man diese Technologie am besten einsetzt. Hier gibt sie ein paar Tipps für Werkstätten, die das Gewindefräsen in Betracht ziehen:
  • Im Gegensatz zum Gewindeschneiden kann das Gewindefräsen eine bessere Lochqualität liefern und gleichzeitig das Risiko von Ausschuss minimieren, was besonders wichtig ist, wenn es sich um große und teure Teile handelt. Allerdings ist es nicht für alle Anwendungen die beste Lösung zum Gewindeschneiden. Das Gewindeschneiden wird immer noch bevorzugt, wenn es um die Herstellung von Gewinden geht, die ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von mehr als 3:1 haben. 
  • Betrachten Sie das Gewindefräsen wie die meisten anderen Bearbeitungsverfahren. Je mehr Material abgetragen werden muss oder je anspruchsvoller das Material ist, desto mehr Durchgänge können erforderlich sein. Zum Beispiel können grobe Gewindesteigungen mehrere Durchgänge erfordern.
  • Das Gleichlauffräsen ist aufgrund der geringeren Werkzeugdurchbiegung und der geringeren Wärmeentwicklung immer dem konventionellen Fräsen vorzuziehen.
  • Verwenden Sie beim Gewindefräsen immer eine Schneidenkompensation. Dadurch können Sie den genauen Durchmesser des Gewindes kontrollieren, ohne zu riskieren, dass das Teil aufgrund eines zu großen Gewindedurchmessers verschrottet wird.
  • Verwenden Sie immer starre Werkzeughalter. Gewindefräser erfahren während des Schneidens einen radialen Seitendruck und sollten sicher in Werkzeughaltern wie Kraftfräsfuttern, Hydrodehnspannfuttern, Schrumpfhaltern oder Schaftfräserhaltern eingespannt werden. ER-Spannzangen sollten nicht zum Gewindefräsen verwendet werden.
  • Vergeuden Sie keine Zeit damit, eigene Routinen für das Gewindefräsen zu schreiben. Viele Softwarepakete sind von Herstellern von Gewindefräsern erhältlich, wie z. B. Insta-Code von Allied Machine and Engineering, die Ihnen den Code zur Verfügung stellen und so Zeit sparen.


Klicken Sie hier, um den Originalartikel zu sehen.