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Wie ein niedrigeres Drehmoment die Lebensdauer von Gewindeschneidwerkzeugen verbessert

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Um der Abrissfalle zu entkommen, muss man das Drehmoment und die vielen Faktoren, die es beeinflussen, genau betrachten.

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Leserfrage

Ich breche mehr Gewindebohrer ab, als ich zugeben will. Ich halte mich an die Standard-Bohrtabelle für UNC/UNF-Gewinde, verwende hochwertige Gewindebohrer und Gewindebohröl und benutze schwimmende/spannende Gewindebohrerhalter, aber ich bin trotzdem jedes Mal nervös, wenn ich ein Loch in Baustahl oder Aluminium schneide. Ich habe das Gefühl, dass die Bohrtabellen vor 1940 geschrieben wurden und für die modernen Werkzeuge von heute veraltet sind. Können Sie etwas Licht auf die maximal mögliche Lochgröße beim Gewindeschneiden werfen?

Miller's Ratschlag

Sie sind zwar auf dem richtigen Weg, aber ich würde dieses Problem nicht ausschließlich mit der maximal möglichen Lochgröße in Verbindung bringen. Eine Vergrößerung des Vorbohrers kann sicherlich Abhilfe schaffen, indem das Drehmoment des Gewindeschneiders reduziert wird, aber ein zu großer Vorbohrer schwächt das Gewinde und kann zu Qualitätsproblemen für Kunden und Endverbraucher führen.

Um die Frage neu zu formulieren, können wir einfach fragen: "Warum brechen Gewindebohrer?" Meistens üben wir ein zu hohes Drehmoment aus oder wenden es zu schnell an. Die Verringerung dieser Drehmomentspitzen sollte zu einem besseren Gewinde führen. Dazu müssen die Anforderungen an das Gewinde, das Spänemanagement, die richtige Größe des Vorbohrers, die richtige Art des Halters, die äußeren Bedingungen und vieles mehr sorgfältig berücksichtigt werden.

Zunächst müssen wir die endgültigen Gewindeanforderungen des Kunden verstehen. Typ, Größe und Steigung sind offensichtlich, aber wir sollten auch bestätigen, ob es sich um ein Blind- oder Durchgangsloch handelt und ob ein rollgeformtes oder geschnittenes Gewinde erforderlich ist. Die Blind-/Durchgangsbohrung bestimmt, ob wir einen Spiralgewindebohrer wählen, der die Späne durch die Bohrung nach unten drückt, oder einen Spiralgewindebohrer, der die Späne aus der Blindbohrung herauszieht. Der Verzicht auf das Packen der Späne mildert Drehmomentspitzen erheblich.

Auch die Art der Form beeinflusst den Prozess in mehrfacher Hinsicht. Erstens werden geformte Gewinde mit größeren Vorbohrungen versehen. Beim Formgewindeschneiden ist auch eine etwas höhere Kühlmittelkonzentration erforderlich (ich erhöhe sie im Allgemeinen um etwa +2 %). Schließlich erfordert das Arbeiten in einem "kaltverfestigenden" Material Gegenmaßnahmen für die Art und Weise, wie die Gewinde während des Gewindeschneidens verhärten. Dieser letzte Punkt ist bei Aluminium kein großes Problem, kann aber bei einigen rostfreien Werkstoffen Probleme verursachen.

Längere Gewindesteigungen sind besser für die allmähliche Herstellung von Gewindegängen. Die Anforderungen an die Tiefe können jedoch Gewindebohrer mit kurzer Steigung erfordern. In diesen Fällen kann es von Vorteil sein, die Bohrung vor dem Gewindeschneiden anzufasen, um eine künstliche Steigung zu erzeugen und den Gewindebohrer auf diese Weise leichter in die Bohrung einzubringen.

NPT-Gewinde können aufgrund ihres Kegels besonders schwierig sein. Bei weicheren Metallen kann es gut funktionieren, direkt nach dem Bohren ein Gewinde zu schneiden. Eine bessere Option ist die Verwendung einer konischen Reibahle zwischen dem Vorbohren und dem Gewindebohrer. Dadurch wird das Loch weiter ausgeformt, so dass der NPT-Gewindebohrer eine allmählichere Belastung erfährt und nicht eine Drehmomentspitze, wenn der größere Durchmesser eingreift.

Herkömmliche Bohrer- und Gewindebohrertabellen sind nützlich, wenn die Anforderungen an die Bohrung bekannt sind - die allgemeinen Tabellen gelten jedoch nur für geschnittene Gewinde. Die Verwendung der gleichen Zahlen für Formgewinde führt fast immer zu einem Bruch. Erkundigen Sie sich bei Ihrem Gewindeschneider, was er für Ihre spezifischen Gewindebohrer empfiehlt. Die heutigen Gewindebohrer decken alle Werkstoffe und Spezialitäten ab, so dass die Normen für Formgewindebohrer von gestern kaum noch gelten. Ich habe persönlich erlebt, dass die Vorbohrergrößen von zwei namhaften Werkzeugherstellern bei derselben Standardgewindegröße um bis zu 0,006" voneinander abweichen.

Wenn Sie nicht weiterkommen, können Sie sich mit diesen beiden Formeln herantasten:

Für geschnittene Gewinde:

Vorbohren = Gewindedurchmesser - Gewindesteigung

Für ein M10x1,5, 8,5 mm = M10 - 1,5P

Für Formgewinde:

Vorbohren = Gewindedurchmesser - Gewindesteigung/2

Für ein M10x1,5, 9,25 mm = M10 - 1,5P/2

Wenn Ihre Ausrüstung nicht genau den Anforderungen an den Vorbohrer entspricht, können Sie jederzeit die richtige Vorbohrergröße fräsen oder interpolieren.

Schwimm-/Spannhalter können sehr nützlich sein, sind aber in der Regel nur für längere Gewindebohrungen erforderlich, wie z. B. bei NPT-Gewinden mit großer Reichweite. Standard-Bolzenlochmuster und flache Gewinde sollten für die heutigen Maschinen kein Problem darstellen.

Es ist wichtig, das System - alle Faktoren rund um die Gewindeherstellung - richtig zu beurteilen. Zu den vorrangig zu prüfenden Faktoren gehören die ausreichende Kühlmittelzufuhr, die korrekte Programmsteigung und die Höhe des Rundlaufs beim Vorbohren oder Gewindebohren.

Das Gewindefräsen ist eine gute Alternative zum Gewindeschneiden und bietet viele Vorteile. Solange Sie die Programmierung verstehen, bietet das Gewindefräsen die Flexibilität, mehrere Gewindetypen oder Steigungen zu bearbeiten. Es ist nachsichtiger mit den Vorbohrgrößen, und die Kompensation des Werkzeugverschleißes verbessert die Lebensdauer des Werkzeugs, während weiterhin gute Gewinde hergestellt werden. Selbst im Falle eines Werkzeugbruchs bleibt das Werkzeug nicht fest im Teil stecken, was die Chancen erhöht, dass das Teil noch nachbearbeitet werden kann. Aus diesen Gründen ist das Gewindefräsen in der Regel meine erste Wahl für Hartmetalle.