Viele Ingenieure und Werkstattleiter haben mit Problemen wie ungleichmäßigen Gewindeformen oder dem Bedarf an speziellen Gewindegrößen zu kämpfen. Noch schwieriger wird es, wenn Standardwerkzeuge das Problem nicht lösen können. Das Erlernen des Einpunktgewindeschneidens kann jedoch Abhilfe schaffen. Es gibt Ihnen mehr Kontrolle über den Prozess. Sie können Gewinde schneiden, die genau Ihren Anforderungen entsprechen.
Das Gewindeschneiden an einer Stelle bietet Ihnen die Möglichkeit, individuelle Gewinde zu schneiden, Profile anzupassen und genaue Spezifikationen einzuhalten. In diesem Leitfaden wird der Prozess aufgeschlüsselt, die Funktionsweise erklärt und bewährte Verfahren erläutert.
Was ist Single Point Threading?
Das Einpunktgewindeschneiden ist ein Verfahren, bei dem ein Schneidwerkzeug zur Herstellung von Gewinden auf einem Werkstück verwendet wird. Dabei wird ein Werkzeug verwendet, das wie das Gewindeprofil geformt ist. Während sich das Werkstück auf einer Drehmaschine dreht, bewegt sich das Werkzeug daran entlang und schneidet das Gewinde. Dieser Schnitt erfolgt langsam und schrittweise.
Diese Methode ist Standard bei manuellen Drehbänken und CNC-Drehmaschinen. Es können Gewinde an der Außen- oder Innenseite eines Teils hergestellt werden. Einer der Hauptvorteile ist die Kontrolle. Sie können die Gewindegröße, -form und -steigung entsprechend Ihrem Entwurf wählen.
Bei diesem Verfahren schneidet das Werkzeug nicht das gesamte Gewinde in einem Durchgang. Es macht mehrere Durchgänge. Bei jedem Durchgang geht das Werkzeug ein bisschen tiefer. Das geht so lange, bis das Gewinde die endgültige Tiefe erreicht hat. Dies unterscheidet sich von Gewindebohrern oder Schneideisen, die das Gewinde in nur einem Schritt schneiden.
Das Einpunktgewinde ist ebenfalls flexibel. Sie können die Gewindegröße oder -form leicht ändern. Das macht es ideal für kundenspezifische Teile, Reparaturen oder kleine Serien. Es eignet sich gut, wenn Sie spezielle Gewinde oder eine enge Passform benötigen. Außerdem haben Sie so eine bessere Kontrolle über Qualität und Genauigkeit.
Arten von erstellten Threads
Das Einpunktgewinde gibt Ihnen die Flexibilität, viele Gewindetypen zu erstellen. Es eignet sich für kundenspezifische Spezifikationen oder wenn Sie bestimmte Gewindenormen erfüllen müssen. In diesem Abschnitt wird es näher erläutert.
Innen- vs. Außengewinde
Außengewinde werden an der Außenseite eines Teils geschnitten, z. B. an Bolzen oder Wellen. Das Gewindewerkzeug bewegt sich entlang des Außendurchmessers des sich drehenden Werkstücks - das Werkzeug schneidet schrittweise ein, bis die vollständige Gewindeform erreicht ist.
Innengewinde werden in Löcher geschnitten, z. B. in Muttern oder Gehäusen. Hierfür ist ein kleineres Werkzeug mit demselben Profil erforderlich. Es ist schwieriger, weil das Werkzeug in einer Bohrung arbeitet, was den Platz und die Sicht einschränkt.
Beide Arten erfordern eine sorgfältige Ausrichtung und Tiefenkontrolle. Fehler bei der Einrichtung oder dem Werkzeugweg können die Passgenauigkeit oder Festigkeit des Gewindes beeinträchtigen.
Gemeinsamer Nenner Standards
Verschiedene Branchen verwenden unterschiedliche Gewindenormen. Das Einpunkt-Gewindeschneiden gibt Ihnen die Flexibilität, fast alle davon zu schneiden, solange das Werkzeug und die Maschine richtig eingestellt sind.
Metrische Gewinde
Metrische Gewinde sind auf der ganzen Welt weit verbreitet. Sie werden in Millimetern gemessen. Die zentralen Werte sind der Primärdurchmesser und die Steigung, der Abstand zwischen den Gewinden.
M10 × 1,5 bedeutet zum Beispiel, dass das Gewinde einen Primärdurchmesser von 10 mm und eine Steigung von 1,5 mm hat. Metrische Gewinde folgen ISO-Normen, die sicherstellen, dass sie bei allen Anbietern einheitlich sind.
Vereinheitlichte Gewindenorm (UTS)
UTS ist in den Vereinigten Staaten üblich. Hier werden Zoll statt Millimeter verwendet. Die Steigung wird oft als Gewinde pro Zoll (TPI) angegeben.
Ein 1/4-20 UNC-Gewinde zum Beispiel hat einen Durchmesser von 1/4 Zoll und 20 Gewindegänge pro Zoll. UNC steht für Unified Coarse Thread. Es gibt auch UNF (Fine) und UNEF (Extra Fine).
Jede Norm hat ihre eigenen Regeln für Steigung, Winkel und Tiefe. Das Gewindewerkzeug muss der Form und Größe genau entsprechen.
Werkzeuge und Ausrüstung für das Einpunktgewindeschneiden
Für das Gewindeschneiden an einer Stelle benötigen Sie die richtigen Maschinen und Schneidwerkzeuge. Die Einrichtung hängt von der Art des Gewindes, dem Material und der geforderten Präzision des Ergebnisses ab.
Drehmaschinen und ihre Rolle
Das Gewindeschneiden an einem Punkt erfolgt immer auf einer Drehmaschine. Die Drehmaschine dreht das Werkstück, während sich das Schneidwerkzeug in einer geraden Linie daran entlang bewegt. Durch diese kombinierte Bewegung entsteht das Gewinde.
Manuelle Drehbänke verwenden eine Leitspindel und Zahnräder, um die Gewindesteigung anzupassen. Der Bediener stellt die Zahnräder ein oder wählt die richtige Vorschubgeschwindigkeit aus. CNC-Drehmaschinen tun dies automatisch durch programmierte Einstellungen. Sie sind schneller und wiederholbarer.
Arten von Gewindewerkzeugen
Das Gewindeschneidwerkzeug übernimmt das Schneiden. Es hat eine scharfe Kante, die an die Form des Gewindes angepasst ist. Zu den gebräuchlichsten Typen gehören:
- HSS (Hochgeschwindigkeitsstahl) Werkzeuge: Gut für kleine Arbeiten und weiche Materialien. Man kann sie in viele Formen schleifen.
- Hartmetall-Einsätze: Wird für härtere Materialien oder große Auflagen verwendet. Sie halten länger und bieten eine bessere Oberflächenqualität.
- Bohrstangen: Werden zum Schneiden von Innengewinden verwendet. Sie passen in Bohrungen und sind wie Gewindeschneidwerkzeuge geformt.
Werkzeuggeometrien und Wendeplattentypen
Gewindewerkzeuge haben bestimmte Formen, die Geometrien genannt werden. Zu den wichtigsten Merkmalen gehören:
- Gewindeprofil: Entspricht der Form des Gewindes. Zum Beispiel eine 60° V-Form für metrische oder UNC-Gewinde.
- Radius der Nase: Eine kleine abgerundete Spitze, die die Form des Fadenkranzes kontrolliert. Eine zu scharfe Spitze kann abplatzen, eine zu runde Spitze kann Details verwischen.
- Relief-Winkel: Verhindert, dass das Werkzeug beim Schneiden am Material reibt.
Schritt-für-Schritt-Verfahren zum Schneiden von Einpunktgewinden
Gewindeschneiden erfordert sorgfältiges Einrichten und ständige Kontrolle. Befolgen Sie diese Reihenfolge, um Fehler und Werkzeugschäden zu vermeiden.
Schritt 1: Vorbereiten des Werkstücks und der Maschine
Prüfen Sie zunächst die Größe und das Material des Werkstücks. Vergewissern Sie sich, dass es rund, sauber und sicher im Futter eingespannt ist. Wenn das Teil wackelt, wird das Gewinde nicht genau sein.
Reinigen Sie die Drehmaschine und prüfen Sie das Werkzeugspiel. Entfernen Sie Späne und stellen Sie die Maschine auf die richtige Drehzahl ein. Verwenden Sie niedrigere Drehzahlen als beim normalen Drehen.
Schritt 2: Wählen Sie die richtigen Gewindeparameter
Bestimmen Sie die Gewindesteigung, den Durchmesser und die Gewindeform. Diese hängen von der Zeichnung oder der Teilekonstruktion ab. Vergewissern Sie sich, dass Ihr Werkzeug mit dem Gewindeprofil übereinstimmt.
Stellen Sie die Vorschubgeschwindigkeit entsprechend der Gewindesteigung ein. Bei einer Steigung von 1,5 mm muss sich das Werkzeug beispielsweise 1,5 mm pro Spindelumdrehung bewegen.
Wenn Sie eine CNC-Drehmaschine verwenden, geben Sie alle Gewindeparameter in das Programm ein. Überprüfen Sie den Code doppelt auf seine Genauigkeit.
Schritt 3: Installieren und Ausrichten des Werkzeugs
Setzen Sie das Gewindewerkzeug in den Werkzeughalter ein. Die Schneide muss rechtwinklig zum Werkstück stehen und sich auf der Höhe der Mitte befinden. Verwenden Sie eine Zentrierlehre, um das Werkzeug auf den richtigen Winkel auszurichten, der bei den meisten Gewinden 60° beträgt.
Stellen Sie sicher, dass das Werkzeug fest sitzt. Jede Bewegung beeinträchtigt die Gewindeform.
Schritt 4: Nullreferenz setzen
Fahren Sie das Werkzeug nahe an das Werkstück heran. Setzen Sie auf der Oberfläche auf und setzen Sie den Nullpunkt der X-Achse. Gehen Sie dann etwas zurück und setzen Sie den Startpunkt der Z-Achse.
Diese Referenz gibt der Maschine an, wo jeder Durchgang beginnen soll. Wenn der Nullpunkt nicht stimmt, stimmen die Gewindetiefe und -position nicht mit den Vorgaben überein.
Verwenden Sie eine Gewindewahl oder eine Synchronisierungsmethode, wenn Sie manuell arbeiten. Stellen Sie bei einer CNC-Maschine sicher, dass der Werkzeugweg an der richtigen Stelle beginnt.
Schritt 5: Machen Sie den ersten Einfädeldurchgang
Starten Sie die Drehmaschine und schalten Sie den Vorschub ein. Das Werkzeug sollte eine flache, der Gewindesteigung folgende Rille schneiden. Achten Sie auf eine gleichmäßige Bewegung und einen sauberen Schnitt.
Verwenden Sie eine geringe Schnitttiefe, um eine Überlastung des Werkzeugs zu vermeiden. Halten Sie die Maschine nach dem ersten Durchgang an und prüfen Sie die Gewindeform.
Verwenden Sie eine Gewindelehre oder ein Mikroskop, um zu überprüfen, ob die Steigung und die Form korrekt sind.
Schritt 6: Schneidedurchgänge mit Tiefenanpassung wiederholen
Setzen Sie den Schnitt mit tieferen Durchgängen fort. Verringern Sie die Tiefe jedes Mal, wenn sich das Gewinde seiner endgültigen Größe nähert. Dadurch wird die Schneidkraft verringert und die Oberfläche bleibt glatt.
Tragen Sie Schneidflüssigkeit auf, um die Hitze zu verringern und die Lebensdauer des Werkzeugs zu erhöhen. Achten Sie auf Späneansammlungen und passen Sie bei Bedarf die Geschwindigkeit oder den Vorschub an.
Halten Sie an und prüfen Sie die Passung nach einigen Durchgängen. Verwenden Sie dazu Gewindelehren oder Probestücke. Hören Sie auf, wenn das Gewinde die richtige Tiefe und Passform erreicht hat.
Vorteile des Einpunktgewindeschneidens
Das Einpunktgewindeschneiden ist nach wie vor weit verbreitet, da es eine bessere Kontrolle und Flexibilität bietet. Hier erfahren Sie, warum es unter realen Werkstattbedingungen eine gute Wahl ist.
Präzision und Genauigkeit
Mit dieser Methode können Sie die Größe und Form des Gewindes genau kontrollieren. Sie können die Steigung, Tiefe und Form direkt auf der Maschine einstellen. Sie eignet sich gut für Teile, die enge Toleranzen erfordern. Sie können das Gewinde schneiden, es prüfen und kleine Änderungen vornehmen, bis es genau passt.
Funktioniert für viele Gewindetypen
Mit dem Einpunkt-Gewindeschneiden können Sie fast jeden Gewindetyp schneiden. Es eignet sich für metrische, Unified-, ACME-, Trapez- und sogar Sonderformen. Sie benötigen die richtige Werkzeugform und die richtigen Maschineneinstellungen.
Niedrige Kosten für kleine Chargen
Wenn Sie nur wenige Teile benötigen, können Sie mit dieser Methode Geld sparen. Sie müssen keine speziellen Gewindebohrer oder Matrizen kaufen. Sie können dasselbe Schneidewerkzeug verwenden und die Maschineneinstellungen anpassen.
Bewährte Praktiken für optimale Ergebnisse
Um saubere, genaue Gewinde zu erhalten, bedarf es mehr als nur der richtigen Einrichtung. Man braucht auch gute Gewohnheiten während des Schneidens, damit das Werkzeug, das Teil und die Maschine zusammenarbeiten.
Ablenkung und Geschwätzigkeit vermeiden
Eine Durchbiegung entsteht, wenn sich das Werkzeug oder Werkstück unter Druck verbiegt. Dies führt zu ungleichmäßigen Gewinden oder Werkzeugverschleiß. Um dies zu vermeiden, halten Sie den Werkzeugüberstand kurz und verwenden Sie einen starren Aufbau.
Rütteln ist eine Vibration, die Spuren auf der Gewindeoberfläche hinterlässt. Verwenden Sie langsamere Geschwindigkeiten und verringern Sie die Tiefe pro Durchgang, wenn Ratterer auftreten. Vergewissern Sie sich, dass das Werkzeug scharf und ausreichend abgestützt ist.
Verwenden Sie bei Bedarf einen Reitstock oder eine Lünette, um lange Teile zu unterstützen. Dies hilft, das Werkstück während des Schneidens stabil zu halten.
Management der Spanbildung und -entfernung
Beim Gewindeschneiden entstehen lange, fadenförmige Späne, die sich um das Teil oder das Werkzeug wickeln können. Diese können das Gewinde beschädigen oder das Werkzeug brechen.
Verwenden Sie Spanbrecher am Werkzeug oder reduzieren Sie die Schnitttiefe, um die Späne in kleinere Stücke zu brechen. Tragen Sie Schneidflüssigkeit auf, um die Hitze zu reduzieren und den Spanfluss zu verbessern.
Machen Sie zwischen den Durchgängen eine Pause, um die Späne bei Bedarf manuell zu entfernen. Bei CNC-Maschinen fügen Sie eine Rückzugs- und Verweilbewegung hinzu, damit die Späne vor dem nächsten Durchgang abfallen.
Sicherstellung der richtigen Werkzeugabstände und Winkel
Das Werkzeug muss genügend Spiel haben, um sauber und ohne Reibung zu schneiden. Überprüfen Sie die seitlichen und stirnseitigen Freiwinkel. Wenn sie zu klein sind, schleift das Werkzeug und überhitzt.
Passen Sie den Spanwinkel an das Material an. Ein positiver Spanwinkel hilft, die Schnittkraft bei weicheren Metallen zu verringern. Ein neutraler Spanwinkel ist besser für härtere Metalle.
Richten Sie das Werkzeug immer im richtigen Winkel zum Werkstück aus. Selbst eine leichte Neigung kann die Form des Gewindes beeinträchtigen und Probleme beim Einbau verursachen. Verwenden Sie vor dem Schneiden Lehren oder Indikatoren zur Überprüfung.
Branchenübergreifende Anwendungen
Einpunktgewindeschneiden wird in vielen Bereichen eingesetzt, in denen Präzision, Flexibilität und Zuverlässigkeit gefragt sind. Hier sehen Sie, wie verschiedene Sektoren es in der Praxis einsetzen.
Autoindustrie
In der Automobilindustrie wird das Einpunktgewindeschneiden häufig zur Herstellung von Gewindewellen, Bolzen, Motorkomponenten und Armaturen verwendet. Viele dieser Teile erfordern enge Toleranzen und kundenspezifische Spezifikationen. Es hilft auch bei der Modifizierung bestehender Teile oder bei der Herstellung von Reverse-Engineering-Komponenten.
Luft- und Raumfahrttechnik
Teile für die Luft- und Raumfahrt erfordern oft enge Toleranzen und spezielle Gewindeformen. Das Einpunktgewindeschneiden bietet die für diese Aufgaben erforderliche Kontrolle. Es wird üblicherweise verwendet für die Herstellung von Präzisionsverbindungselemente, Gewindebuchsen und Fittings, die in Flugzeugsysteme eingebaut werden.
Allgemeine Zerspanung
Lohnfertiger und kleine Fertigungsbetriebe verlassen sich bei alltäglichen Teilen auf das Gewindeschneiden an einer Stelle. Ob es sich um ein kundenspezifische GehäuseWenn es sich um ein Teil in kleiner Auflage oder eine Ersatzschraube handelt, ist diese Methode zuverlässig. Sie ermöglicht die vollständige Kontrolle über Gewindetiefe, Steigung und Form, insbesondere bei exotischen Materialien wie Titan oder Inconel.
Vergleich von Single Point Threading mit anderen Methoden
Hier finden Sie einen schnellen Vergleich zwischen dem Einpunkt-Gewindeschneiden und anderen Standard-Gewindeschneidmethoden. Anhand dieser Tabelle können Sie schnell entscheiden, welche Methode für Ihre Teileanforderungen und Produktionsbedürfnisse geeignet ist.
| Eigenschaften | Einpunkt-Gewindeschneiden | Tippen | Gewindefräsen | Gewindeschneiden |
|---|---|---|---|---|
| Gewindetyp | Intern & Extern | Nur intern | Intern & Extern | Nur extern |
| Flexibilität (Benutzerdefinierte Gewinde) | Hoch | Niedrig | Hoch | Niedrig |
| Geschwindigkeit | Langsam | Schnell | Mittel bis schnell | Schnell |
| Komplexität der Einrichtung | Mäßig | Niedrig | Hoch | Niedrig |
| Genauigkeit | Hoch | Mäßig | Hoch | Gering bis mäßig |
| Lebensdauer der Werkzeuge | Lang (Hartmetalleinsatz) | Kürzer (insbesondere bei harten Materialien) | Lang | Kurz |
| Material Bereich | Breit (Metalle, Kunststoffe, etc.) | Begrenzt durch die Stärke des Wasserhahns | Breite | Begrenzt |
| Am besten für | Prototypen, kundenspezifische Teile, enge Passungen | Standardlöcher, hohes Volumen | Komplexe Teile, Gewindereparatur | Einfache Arbeiten, Standard-Außengewinde |
Schlussfolgerung
Das Einpunkt-Gewindeschneiden bietet eine präzise und flexible Möglichkeit, sowohl Innen- als auch Außengewinde zu schneiden. Es eignet sich gut für kundenspezifische Größen, kleine Chargen und enge Toleranzen. Im Vergleich zum Gewindeschneiden, Gewindefräsen und Gewindeschneiden mit Schneideisen haben Sie mehr Kontrolle über Gewindeform und -tiefe. Mit den richtigen Einstellungen und Werkzeugen können Sie saubere, genaue Gewinde in einer Vielzahl von Materialien herstellen.
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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.
