In der modernen Fertigung ist das schnelle und genaue Anbringen von Gewinden eine große Herausforderung. Manuelles Gewindeschneiden erfordert Zeit und kann zu Fehlern führen. Die Teams wollen die Geschwindigkeit erhöhen, Fehler vermeiden und für jede Schraube einen festen Sitz erreichen. Unternehmen suchen nach Möglichkeiten, Arbeit zu sparen, die Produktqualität zu verbessern und strenge Anforderungen zu erfüllen. CNC-Gewindeschneiden löst diese Probleme.
CNC-Gewindeschneiden kann auf den ersten Blick komplex erscheinen, aber die Grundlagen sind leicht zu erlernen. Sie möchten wissen, wie dieses Verfahren funktioniert und warum sich so viele Betriebe darauf verlassen? Lesen Sie weiter - dieser Leitfaden enthält alles, was Sie über CNC-Gewindebohren wissen müssen.
Was ist CNC-Gewindeschneiden?
CNC-Gewindeschneiden ist ein automatisiertes Verfahren, bei dem mithilfe einer computergesteuerten Maschine Innengewinde in Bohrungen erzeugt werden. Beim CNC-Gewindebohren wird ein spezielles Werkzeug verwendet, das als Gewindebohrer bezeichnet wird. Der Gewindebohrer dreht sich und bewegt sich mit der richtigen Geschwindigkeit in das Loch. Die Maschine folgt einem festen Programm, so dass jedes Gewinde die gleiche Tiefe und Steigung hat.
Es eignet sich für verschiedene Materialien, darunter Stahl, Aluminium und Kunststoffe. Es kann für Innengewinde an allen Teilen verwendet werden, für die Schrauben oder Bolzen benötigt werden. CNC-Gewindeschneiden ist ein gängiges Merkmal vieler Bearbeitungszentren und kann entweder vertikal oder horizontal durchgeführt werden.
Wie funktioniert das CNC-Gewindebohren?
Beim CNC-Gewindeschneiden werden ein Gewindebohrer und ein CNC-Maschine. Der Prozess beginnt damit, dass der Bediener das Teil einrichtet und das richtige Werkzeug auswählt. Die Maschine liest ein Programm, das ihr mitteilt, wo jedes Loch zu bohren ist.
Die Spindel dreht den Gewindebohrer mit einer bestimmten Geschwindigkeit. Die Maschine bewegt den Gewindebohrer gerade in das vorgebohrte Loch. Während sich der Gewindebohrer dreht, schneidet er Gewinde in die Seiten des Lochs. Die Maschine steuert die Geschwindigkeit, den Vorschub und die Tiefe, sodass jedes Gewinde gleichmäßig ist.
Wenn ein Loch fertig ist, zieht die Maschine den Gewindeschneider heraus und geht zur nächsten Stelle. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis alle Löcher fertig sind. Die Maschine kann verschiedene Gewindebohrergrößen verwenden, wenn das Programm dies vorsieht.
CNC-Gewindebohren kann mit schneidenden oder formenden Gewindebohrern durchgeführt werden. Der Hauptunterschied besteht darin, dass schneidende Gewindebohrer Material abtragen, während formende Gewindebohrer das Metall in Form drücken, um das Gewinde zu erzeugen.
Arten von Gewindebohrern für die CNC-Bearbeitung
Die Wahl des richtigen Gewindebohrers hängt von der Art des Lochs, dem Material und der gewünschten Gewindequalität ab. Jeder Gewindebohrer wird für eine bestimmte Aufgabe hergestellt. Hier eine Übersicht über die gängigsten Typen, die bei der CNC-Bearbeitung verwendet werden.
Gewindeschneiden in Durchgangslöchern
Die Durchgangslöcher gehen ganz durch das Material hindurch. Die Späne können an der Unterseite austreten. Dadurch lassen sie sich leichter abklopfen. Sie können höhere Drehzahlen verwenden und das Risiko von Späneansammlungen verringern. Spiralförmige Gewindeschneider sind hier gut geeignet, da sie die Späne nach vorne und außen drücken.
Gewindeschneiden von Sacklöchern
Sacklöcher stoppen, bevor sie die andere Seite erreichen. Die Späne können nirgendwo hin. Das bedeutet, dass sie das Loch verstopfen oder den Gewindebohrer zerstören können. Für Sacklochbohrungen sind spiralgenutete Gewindebohrer die beste Wahl. Sie ziehen die Späne nach oben und aus dem Loch heraus. Außerdem müssen Sie die Tiefe genau kontrollieren.
Geradlinige Gewindebohrer
Geradgenutete Gewindebohrer sind die einfachste Art von Gewindebohrern. Sie schneiden Gewinde, indem sie das Material durchschneiden. Diese Gewindebohrer eignen sich am besten für kurze Strecken und Materialien, bei denen kleine Späne anfallen, wie z. B. Gusseisen. Sie sind nicht besonders geeignet, um Späne zu entfernen, daher sind sie nicht ideal für Sacklöcher.
Gewindebohrer mit Spiralnuten
Spiralnutengewindebohrer sind so konzipiert, dass sie die Späne wieder nach oben ziehen. Sie werden hauptsächlich für Sacklochbohrungen verwendet. Das spiralförmige Design verhindert das Verstopfen der Späne. Sie funktionieren gut in weichen Metallen wie Aluminium oder Messing. Außerdem verringern sie das Risiko eines Gewindebohrerbruchs.
Gewindebohrer mit Spiralspitze
Spiralförmige Gewindebohrer werden auch als "Pistolengewindebohrer" bezeichnet. Sie drücken die Späne nach vorne, weg vom Gewindebohrer. Das macht sie ideal für Durchgangsbohrungen. Sie können schneller laufen als andere Gewindebohrer. Außerdem halten sie in Hochproduktionsumgebungen länger.
Gewindebohrer formen
Formbohrer schneiden kein Material. Stattdessen drücken sie das Material, um Gewinde zu formen. Es entstehen keine Späne. Daher eignen sie sich für Materialien wie Aluminium oder weichen Stahl. Die Gewinde sind in der Regel stabiler, aber die Gewindeformer benötigen eine größere Vorbohrung. Die Schmierung ist wichtig, um Hitze und Reibung zu verringern.
Schlüsselparameter für erfolgreiches CNC-Gewindebohren
CNC-Gewindebohren erfordert eine sorgfältige Einstellung. Die richtigen Einstellungen sorgen für saubere Gewinde, vermeiden Werkzeugbrüche und sorgen für eine längere Lebensdauer der Gewindebohrer.
Geschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit
Die Gewindeschneidgeschwindigkeit wird in Umdrehungen pro Minute (RPM) gemessen. Ist sie zu hoch, kann der Gewindebohrer brechen. Zu langsam, und Sie verlieren Zeit. Die richtige Drehzahl hängt vom Material und vom Gewindetyp ab. Härtere Materialien brauchen langsamere Drehzahlen. Weichere Materialien können schneller bearbeitet werden.
Die Vorschubgeschwindigkeit ist an die Gewindesteigung gebunden. Beim Gewindeschneiden muss der Vorschub genau mit der Steigung übereinstimmen. Wenn dies nicht der Fall ist, kann der Gewindebohrer entweder das Gewinde abstreifen oder abbrechen. Die meisten CNC-Maschinen handhaben dies mit einem Gewindeschneidzyklus, der den Vorschub an die Spindeldrehzahl koppelt.
Schnitttiefe
Die Tiefe bezieht sich darauf, wie weit der Gewindebohrer in das Loch eindringt. Bei Sacklöchern muss dies mit großer Sorgfalt kontrolliert werden. Wenn der Gewindebohrer zu tief in das Loch eindringt, kann er ausbrechen oder abbrechen. Lassen Sie immer etwas Spiel über die Gewindelänge hinaus. Durchgangsbohrungen sind einfacher, müssen aber dennoch richtig programmiert werden, um ein zu tiefes Einschneiden zu vermeiden.
Kühlmittel und Schmierung
Kühlmittel hilft, die Hitze zu reduzieren. Schmierung hilft, die Reibung zu verringern. Beides ist erforderlich, um den Gewindebohrer zu schützen und die Gewindequalität zu verbessern. Verwenden Sie Schneidöl für Stahl oder rostfreien Stahl. Verwenden Sie für Aluminium ein Kühlmittel auf Wasserbasis. Verwenden Sie bei Gewindeformern immer eine großzügige Schmierung, um Überhitzung zu vermeiden. Ein guter Flüssigkeitsfluss hilft auch bei der Spanabfuhr in Sacklöchern.
Gängige Materialien für das CNC-Gewindebohren
Verschiedene Materialien verhalten sich beim Gewindeschneiden auf unterschiedliche Weise. Die Wahl des richtigen Gewindeschneiders und der Einstellungen hängt stark von dem Material ab, mit dem Sie arbeiten.
Metalle
Aluminium ist weich und leicht zu klopfen. Es erlaubt hohe Geschwindigkeiten und leichten Druck. Verwenden Sie scharfe Gewindebohrer und halten Sie die Spannuten frei. Spiralförmige oder formgebende Gewindebohrer funktionieren gut bei Aluminium.
Stahl gibt es in vielen Sorten. Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt lässt sich leicht schneiden. Hochgekohlte und legierte Stähle erfordern langsamere Geschwindigkeiten und mehr Schneidkraft. Verwenden Sie Gewindebohrer mit Beschichtungen, z. B. TiN, um die Standzeit der Werkzeuge zu erhöhen.
Titan ist heikel und klebrig. Er erzeugt schnell Hitze. Verwenden Sie langsame Drehzahlen, Kühlmittel mit hoher Schmierfähigkeit und starke, beschichtete Gewindebohrer. Gewindeschneider mit Spiralnuten helfen bei der Spanabfuhr. Beim Gewindeschneiden von Titan sind oft starre Aufspannungen erforderlich, um eine Durchbiegung des Werkzeugs zu verhindern.
Kunststoffe und Verbundwerkstoffe
Weiche Kunststoffe, wie Nylon oder ABS, lassen sich leicht abklopfen. Vermeiden Sie Überhitzung, die zum Schmelzen führen kann. Verwenden Sie hohe Drehzahlen und scharfe Klopfzeichen. Entfernen Sie Späne häufig.
Verbundwerkstoffe wie Glas- oder Kohlefaser sind abrasiver. Sie nutzen Gewindebohrer schnell ab. Verwenden Sie Gewindebohrer mit speziellen Beschichtungen. Reduzieren Sie bei spröden Materialien die Gewindekraft, um Risse oder Delaminationen zu vermeiden. In vielen Fällen werden anstelle des direkten Gewindeschneidens gewindeformende Einsätze verwendet.
Vorteile des CNC-Gewindeschneidens
CNC-Gewindeschneiden bietet viele Vorteile für die moderne Produktion. Es steigert sowohl die Qualität der Teile als auch die Gesamtleistung der Werkstatt.
Präzision
CNC-Maschinen kontrollieren jede Bewegung des Gewindebohrers. Dies führt zu einer exakten Gewindegröße, -tiefe und -ausrichtung. Selbst bei Teilen mit engen Toleranzen erhalten Sie konsistente Gewinde. Das Risiko eines Kreuzgewindes oder übergroßer Löcher ist geringer.
Wirkungsgrad
CNC-Gewindeschneiden geht schnell. Einmal programmiert, schneidet die Maschine ein Loch nach dem anderen, ohne anzuhalten. Spänemanagement, Werkzeugbewegung und -tiefe sind alle für eine verbesserte Leistung optimiert. Dies reduziert die Zykluszeit und minimiert die manuelle Arbeit.
Vielseitigkeit
CNC-Gewindeschneiden ist mit einer Vielzahl von Materialien kompatibel. Es eignet sich für eine Vielzahl von Werkstoffen, darunter weiche Metalle, gehärteter Stahl, Kunststoffe und Verbundwerkstoffe. Mit dem richtigen Werkzeug und den richtigen Einstellungen können Sie große oder kleine Sackloch- oder Durchgangsbohrungen herstellen.
Wiederholbarkeit
Jedes Teil erhält das gleiche Ergebnis. Der Gewindebohrer tritt an der gleichen Stelle ein, schneidet mit der gleichen Tiefe und tritt sauber aus. Diese Wiederholbarkeit hilft bei der Qualitätskontrolle. Sie senkt auch die Ausschussrate und reduziert den Bedarf an Nacharbeit.
Herausforderungen beim CNC-Gewindeschneiden
CNC-Gewindeschneiden ist effizient, aber es gibt trotzdem Probleme. Wenn Sie die häufigsten Probleme kennen, können Sie kostspielige Ausfallzeiten oder Ausschuss vermeiden.
Gewindebohrerbruch und -verschleiß
Ein Gewindebohrerbruch entsteht oft durch die Verwendung der falschen Geschwindigkeit oder des falschen Vorschubs. Es kann auch passieren, wenn das Loch zu klein ist. Harte oder klebrige Materialien wie rostfreier Stahl und Titan erhöhen die Belastung des Gewindebohrers. Auch Gewindebohrer nutzen sich mit der Zeit ab. Stumpfe Werkzeuge schneiden schlecht und brechen eher ab.
Um Brüche zu vermeiden, verwenden Sie das richtige Werkzeug für die Arbeit. Halten Sie den Gewindeschneider scharf, und verwenden Sie das richtige Schmiermittel. Starre Aufbauten helfen, Vibrationen und Ausrichtungsfehler zu vermeiden.
Probleme mit der Gewindequalität
Schlechte Ausrichtung, stumpfe Gewindebohrer oder falsche Vorschubgeschwindigkeiten können zu schlechten Gewinden führen. Die Gewinde können zu fest, zu locker oder ungleichmäßig sein. In Sacklöchern schneidet ein abgenutzter Gewindebohrer möglicherweise nicht die volle Gewindetiefe.
Verwenden Sie einen Qualitätsgewindebohrer und prüfen Sie die Lochgröße vor dem Schneiden. Stellen Sie sicher, dass die Maschineneinstellungen mit der Gewindesteigung übereinstimmen. Prüfen Sie außerdem das fertige Gewinde regelmäßig mit Lehren, um Probleme frühzeitig zu erkennen.
Probleme bei der Chip-Evakuierung
Späne, die nicht abtransportiert werden, können die Spannuten verstopfen und den Gewindebohrer zerstören. Dies ist häufig bei Sacklöchern oder weichen Materialien der Fall, die lange Späne erzeugen.
Verwenden Sie für Sacklöcher spiralgenutete Gewindebohrer und für Durchgangslöcher spiralgenutete Gewindebohrer. Lassen Sie Kühlmittel fließen, um die Späne herauszudrücken oder herauszuziehen. Verringern Sie bei zähen Werkstoffen die Vorschubgeschwindigkeit leicht, um den Spänen mehr Zeit zum Austreten zu geben.
Schlussfolgerung
CNC-Gewindebohren ist eine zuverlässige Methode zur Herstellung präziser, wiederholbarer Gewinde in verschiedenen Materialien. Es eignet sich sowohl für Durchgangs- als auch für Sacklöcher. Mit dem richtigen Gewindebohrer, der richtigen Einrichtung und einer angemessenen Spankontrolle können Sie eine hohe Gewindequalität erzielen und den Werkzeugverschleiß reduzieren. Es spart Zeit, verbessert die Konsistenz und unterstützt die Großserienproduktion in vielen Branchen.
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Hey, ich bin Kevin Lee
In den letzten 10 Jahren bin ich in verschiedene Formen der Blechbearbeitung eingetaucht und teile hier coole Erkenntnisse aus meinen Erfahrungen in verschiedenen Werkstätten.
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Kevin Lee
Ich verfüge über mehr als zehn Jahre Berufserfahrung in der Blechverarbeitung und bin auf Laserschneiden, Biegen, Schweißen und Oberflächenbehandlungstechniken spezialisiert. Als Technischer Direktor bei Shengen bin ich bestrebt, komplexe Fertigungsherausforderungen zu lösen und Innovation und Qualität in jedem Projekt voranzutreiben.
