Was ist Gewindefräsen und wie wird es angewendet?

Gewindefräsen oder Lochfräsen ist ein Metallbearbeitungsverfahren, bei dem Gewinde verschiedener Größen durch eine zirkuläre Rampenbewegung eines rotierenden Werkzeugs geschnitten werden, wobei die Steigung des Gewindes durch eine seitliche Bewegung in einer Umdrehung erzeugt wird. Im Gegensatz zum Gewindeschneiden wird das Gewindefräsen hauptsächlich für große Werkstücke verwendet. Mit Vollhartmetall-Gewindefräsern können jedoch auch kleine Gewindelöcher hergestellt werden. Dieselbe Maschine kann für Links- und Rechtsgewinde, unterschiedliche Gewindetoleranzen, verschiedene Materialien und Lochdurchmesser verwendet werden und produziert Gewinde mit hoher Präzision und ausgezeichneter Oberflächengüte. Obwohl das Gewindefräsen nicht so weit verbreitet ist wie das Gewindedrehen, kann es bei einigen Anwendungen sehr nützlich sein. Wie kommt man zur perfekten Bohrungsachse? Was sind Innengewinde? Darüber und über vieles mehr schreiben wir weiter unten!

Vorteile des Gewindefräsens

Die wichtigsten Vorteile des Gewindefräsens sind:

• Bessere Gewindequalität: Durch das Gewindefräsen kann eine bessere Gewindequalität als beim Gewindeschneiden erzielt werden, da die Späne besser abtransportiert werden. Beim Gewindefräsen wird das gleiche Werkzeug wie die Gewindegröße verwendet, um die Späne durch das Gewinde zu drücken.
• Flexibles Werkzeug: derselbe Fräser kann für Innen- und Außengewinde verwendet werden und ist auch für Werkzeughalter geeignet. Sie können das gleiche Werkzeug auch für Gewinde mit unterschiedlichen Durchmessern verwenden, solange die Steigung gleich ist.
• Sichere Bearbeitung: Kurze Späne und geringe Schnittkräfte kompensieren das minimale Risiko eines Bearbeitungsstillstands. Da der Durchmesser des Gewindefräsers kleiner ist als das Gewinde, kann sich das Werkzeug im Falle eines Werkzeugversagens nicht verklemmen, so dass die Gefahr einer Beschädigung des Werkstücks geringer ist.
• Drehen von Gewinden in schwer zu bearbeitenden Materialien: Hervorragende Schnittbedingungen ermöglichen das Gewindefräsen in gehärtetem Stahl bis zu HRC 65, Titan und anderen schwer zu bearbeitenden Materialien.
• Gewindesacklöcher: Durch das Gewindefräsen wird ein vollständiges Gewindeprofil von oben bis unten in der Bohrung erzeugt. Beim Gewindeschneiden müssen Sie jedoch tiefer bohren, da die Gewindeschneidmaschine erst ab dem dritten Gewindegang ein vollständiges Gewindeprofil erzeugt.

Erfahren Sie mehr über die Verbesserung der Qualität von Gewindebohrungen, die wichtigsten Unterschiede zwischen Gewindeschneiden und Gewindefräsen und die Auswahl des richtigen Werkzeugs für Ihre Anwendung, indem Sie den Rest des Artikels lesen!

Werkzeuge zum Gewindeschneiden

Gewindefräser: ist ein Werkzeug zum Schneiden von Gewinden durch Fräsen. Eine breite Palette von Gewindefräsern für Innen-, Außen-, mittlere und große Gewinde. Die Gewindefräser können auf CNC-Bearbeitungszentren mit Simultan-, Triaxial- und Helix-Interpolationsfunktionen eingesetzt werden. Gewindefräsen mit Vollhartmetall-Gewindefräsern oder Stahlfuttern mit Schneidplatten. Vollhartmetall-Gewindefräser: Für kleinere Löcher sind sie teurer als Wechselfräser, können aber je nach gewünschter Qualität kostengünstig sein.

Gewindefräser mit auswechselbaren Einsätzen: Nicht geeignet für Löcher mit einem Durchmesser von 0,625 Zoll oder weniger. Wenn der Körper des Gewindefräsers fertig ist, umfassen die Kosten für die Herstellung des Gewindes nur noch den Austausch der Einsätze.

Wie funktioniert das Gewindefräsen?

Das Gewindefräsen kann die Gewindebearbeitung durch eine schraubenförmige Interpolation der Werkzeugbahn ersetzen. Ein Gewindefräser sieht ähnlich aus wie ein Gewindeschneider, hat aber eine andere Funktion. Sie ermöglicht es, den Gewindeschneider entlang der Spindelachse in die Bohrung einzuführen, bis die gewünschte volle Gewindetiefe erreicht ist. Die Steuerung bewegt den Gewindeschneider in die Öffnungsposition und schneidet das Gewinde in die Seitenwände der Bohrung, bewegt sich dann um 360° im Kreis und kehrt in die Ausgangsposition zurück. Wenn das Gewindewerkzeug eine kreisförmige Bewegung ausführt, muss es sich zur Oberkante der Bohrung oder einen Hub entlang der Z-Achse der Maschine bewegen, um das Gewinde zu formen. Die Tiefe des Gewindes beträgt in der Regel nicht mehr als das Eineinhalbfache des Lochdurchmessers, um die Durchbiegung zu minimieren.

Anwendung des Gewindefräsens

Das Gewindefräsen ist ein geeignetes Bearbeitungsverfahren für die folgenden Anwendungen oder Anforderungen:

• Dünnwandige Bauteile.
• Asymmetrische/nicht rotierende Komponenten.
• Der Bestand an Werkzeugen muss reduziert werden.
• Instabile Komponentenkonfiguration.
• Anpassen der Gewindetoleranzen.
• Schneiden von mehreren ungeraden Gewinden mit einem einzigen Werkzeug.
• Das Loch kann dank des Verfahrens wieder angefast werden.
• Die Bearbeitung des Materials erzeugt hohe Schnittkräfte und kann leicht zu Problemen bei der Spanabfuhr führen.

Gewindefräsen und Gewindeschneiden – Unterschiede

Im Folgenden werden die grundlegenden Unterschiede zwischen dem Gewindefräsen und dem Gewindeschneiden erläutert:

1. Das Gewindeschneiden wird in der Regel verwendet, um nach dem Bohren ein Gewinde in kleinen Löchern zu erzeugen, während das Gewindefräsen dazu dient, ein Gewinde in größeren Löchern zu erzeugen.
2. Beim Gewindeschneiden wird ein Werkzeug verwendet, das die gleiche Größe wie das Gewinde hat und die Späne aus dem Gewinde herausdrückt, während beim Gewindefräsen ein Werkzeug verwendet wird, das kleiner als das Gewinde ist, so dass beim Gewindefräsen eine bessere Gewindequalität als beim Gewindeschneiden erzielt wird.
3. Das Gewindefräsen kann von Hand oder maschinell erfolgen. Für das Gewindefräsen ist in der Regel eine CNC-Maschine mit mindestens drei Achsen für die Helix-Interpolation erforderlich.
4. Das Gewindefräsen erfordert weniger Schnittkraft als die Gewindebearbeitung.
5. Beim Gewindefräsen ist es nicht notwendig, die richtige Lochgröße zu haben, ein Werkzeug kann für verschiedene Lochgrößen zum Gewindefräsen verwendet werden. Beim Gewindefräsen ist für jede zu schneidende Bohrung ein Gewindebohrer unterschiedlicher Größe erforderlich.
6. Mit dem Gewindefräsen lassen sich Rohrgewinde ohne die lästigen, klebrigen Späne herstellen, die beim Gewindeschneiden entstehen.
7. Das Gewindefräsen bietet eine bessere Gewindequalität und glattere Oberflächen als das Gewindeschneiden. Das Gewindefräsen ermöglicht es den Anwendern, kundenspezifische Gewinde zu entwerfen, die sehr teuer sein können und lange Vorlaufzeiten haben.
8. Beim Gewindefräsen kann die Passung des Gewindes nicht eingestellt werden. Sobald das Loch gebohrt ist, werden die Größe und die Position des Gewindes bestimmt. Beim Gewindefräsen kann die Passform kontrolliert werden. Die Maschinenbediener können die Größe des Gewindes mit einer Strategie einstellen, die der Verwendung eines Planfräsers anstelle eines Bohrers ähnelt.

Wie fräst man Gewinde? 

Hier finden Sie einige Tipps, wie Sie das Fräsen professionell durchführen können: 

Die Wahl des richtigen Werkzeugs 

Ein hochwertiger und geeigneter Gewindefräser ist sehr wichtig, um Fehlfunktionen und Probleme bei der Bearbeitung zu vermeiden. Sie können mehrere qualifizierte Werkzeughersteller auswählen, ihre Vor- und Nachteile vergleichen und denjenigen auswählen, der Ihren Anforderungen am nächsten kommt. Es ist notwendig, die Arten von Gewindefräsern (Spiralnutgewindefräser, Geradnutengewindefräser, Einzahngewindefräser, Wendeschneidplattengewindefräser, Vollhartmetallgewindefräser usw.) Formen, wie z.B. Durchmesser, zu beherrschen. 

Mehrere radiale Durchgänge durchführen

Die Aufteilung einer Gewindefräsbearbeitung in mehrere radiale Durchgänge sorgt für eine höhere Qualität, verbessert die Gewindetoleranzen, gewährleistet die Sicherheit des Werkzeugs und verhindert Werkzeugbrüche in schwierigen Materialien und eignet sich für schwierige Anwendungen wie lange Überhänge und instabile Bedingungen.

Die richtige Strategie für das Brechen und die Spanabfuhr

Verwenden Sie das richtige Werkzeug oder die richtige Strategie, um Späne rechtzeitig zu brechen und zu entfernen. Die Verwendung von Kühl- und Schmiermitteln kann in Betracht gezogen werden, um Nachschneidespäne zu vermeiden, Zeit zu sparen und die Gewindetoleranz zu gewährleisten.

Werkzeugweg und Gewindetiefe bestimmen 

Wenden Sie je nach gewähltem Werkzeugweg ein Links- oder Rechtsgewinde an. Wählen Sie die effizienteste Methode auf der Grundlage Ihrer Erfahrung. In der Regel sollte die Gewindetiefe nicht mehr als das Eineinhalbfache des Lochdurchmessers betragen. Denn je länger der Fräser ist, desto eher verbiegt er sich, was zu ungenauen Gewinden führen kann.

Es ist nützlich zu wissen, wie man die besten Schneidparameter auswählt, da dies den richtigen Gewindedurchmesser ergibt. Schnittgeschwindigkeit, Gewindedurchmesser, Lochgrund und andere Faktoren beeinflussen die Qualität der Produktion. Denken Sie daran, dass es auch ein gleichzeitiges Gewindefräsen und Gegenfräsen gibt. Wir sollten auch darauf achten, welche Materialien wir bearbeiten. Bei gehärteten Werkstoffen wird das Gewindefräsen anders durchgeführt als bei herkömmlichem Stahl. Außerdem ist beim gleichlaufenden Fräsen die Richtung der Vorschubbewegung des Werkzeugs mit der Drehrichtung identisch. Für welches Konzept Sie sich auch entscheiden, es lohnt sich, den obigen Leitfaden zu lesen!