6 gängige Gewindebearbeitungsverfahren

Die Gewindebearbeitung ist ein entscheidender Schritt in vielen Fertigungsvorgängen, da sie die Herstellung von Gewinden ermöglicht, die passen Schrauben, Bolzenund andere Befestigungsmaterial genau. 

Kurz, Gewindebearbeitung bezeichnet eine Reihe von Verfahren zum Schneiden oder Formen spiralförmiger Rillen in ein Material, wodurch Teile sicher miteinander verbunden werden können. 

Unabhängig davon, ob Sie Komponenten in großen Stückzahlen oder spezielle Sonderteile herstellen, ist das Verständnis des richtigen Gewindeherstellungsprozesses für die Erzielung von Leistung, Haltbarkeit und Effizienz von entscheidender Bedeutung.

In diesem Artikel werden sechs häufig verwendete Methoden in der Gewindebearbeitung vorgestellt, die Herstellern und Ingenieuren dabei helfen, fundierte Entscheidungen auf der Grundlage von Anwendungs-, Material- und Volumenanforderungen zu treffen. 

Wir untersuchen außerdem, wie jede Methode in den umfassenderen Gewindeherstellungsprozess passt, und heben die Rolle des Service-Stanzens und -Gewindeschneidens in Umgebungen mit hoher Stückzahlproduktion hervor.

6 weit verbreitete Gewindebearbeitungsverfahren

1. Gewindeschneiden

Das Gewindeschneiden ist eine der ältesten und einfachsten Methoden der Gewindeherstellung. Dabei wird Material entfernt, um mithilfe einer Drehbank, eines Gewindebohrers oder eines Schneideisens Gewinde zu formen. 

Diese Methode ist ideal für Präzisionsanwendungen, bei denen es auf Toleranz und Oberflächengüte ankommt.

Wann es verwendet wird:

• Prototyping
• Kleinserienproduktion
• Bearbeitung harter Werkstoffe

Vorteile:

• Hochpräzise Gewinde
• Ideal für Innen- und Außengewinde
• Anwendbar auf eine Vielzahl von Materialien
  

Einschränkungen:

• Langsamer als andere Gewindeherstellungsverfahren
• Höherer Werkzeugverschleiß bei zähen Metallen
  

Trotz neuerer Techniken wird das Gewindeschneiden immer noch häufig verwendet, insbesondere bei der Bearbeitung einzigartiger Geometrien oder hochspezifischer Sonderteile.

2. Gewinderollen

Im Gegensatz zum Gewindeschneiden ist das Gewinderollen ein Kaltumformungsprozess, bei dem das Material verdrängt und nicht entfernt wird, um ein Gewinde zu erzeugen. 

Durch Walzen wird das Material verdichtet und so ein gehärtetes, kaltverfestigtes Gewindeprofil erzeugt.

Wann es verwendet wird:

• Großserienproduktion
• Teile, die eine hohe Festigkeit und Dauerfestigkeit erfordern
  

Vorteile:

• Stärkere Gewinde durch Kaltverfestigung
• Schnellere Zykluszeiten
  Kein Materialabfall
  

Einschränkungen:

• Nur für duktile Werkstoffe geeignet
• Eingeschränkte Flexibilität des Gewindeprofils
  

Das Gewinderollen ist ein beliebtes Gewindeherstellungsverfahren in der Automobil- und Luftfahrtindustrie, wo Festigkeit und Konsistenz entscheidend sind.

3. Gewindefräsen

Gewindefräsen ist ein CNC-gesteuertes Verfahren, bei dem mit einem rotierenden Werkzeug Gewinde geschnitten werden. 

Dies ist besonders nützlich, wenn große oder kundenspezifische Gewindegrößen verarbeitet werden müssen, die mit Standardgewindebohrern oder -schneidmaschinen nur schwer herzustellen wären.

Wann es verwendet wird:

• Gewinde mit großem Durchmesser
• Hohe Präzisionsanforderungen
• Innen- und Außengewinde
  

Vorteile:

• Überlegene Kontrolle und Genauigkeit
• Geeignet für Sacklöcher
• Reduziertes Risiko eines Werkzeugbruchs
  

Einschränkungen:

• Erfordert CNC-Ausrüstung
• Längere Zykluszeit für kleine Gewinde
  

Das Gewindefräsen erfreut sich aufgrund seiner Flexibilität bei kundenspezifischen Anwendungen und seiner Kompatibilität mit härteren Materialien zunehmender Beliebtheit.

4. Tippen

Gewindeschneiden ist eine weit verbreitete Methode zum Herstellen von Innengewinden. Dabei kommt ein sogenannter Gewindebohrer zum Einsatz. Es ist einfach, schnell und wird üblicherweise auf Bohrmaschinen oder CNC-Maschinen durchgeführt.

Wann es verwendet wird:

• Großserienfertigung von Innengewinden
• Anwendungen mit geringer bis mittlerer Stärke
  

Vorteile:

• Schnell und effizient zum Innengewindeschneiden
• Kostengünstige Werkzeuge
• Kompatibel mit vielen Metallen und Kunststoffen
  

Einschränkungen:

• Gewindebohrer können leicht brechen, insbesondere bei harten Materialien
• Beschränkt auf kleinere Gewindegrößen
  

Das Gewindeschneiden ist nach wie vor eine der kostengünstigsten und zugänglichsten Methoden zur Gewindeherstellung, insbesondere für Innengewinde allgemeiner Zwecke.

5. Gewindeschleifen

Das Gewindeschleifen ist ein hochpräzises Verfahren, das typischerweise für gehärtete Materialien und Spezialkomponenten verwendet wird. 

Dabei wird Material mithilfe einer speziell geformten Schleifscheibe entfernt. Dies geschieht auf speziellen Gewindeschleifmaschinen.

Wann es verwendet wird:

• Hochpräzise oder gehärtete Materialien
• Luft- und Raumfahrt, Medizin und Herstellung hochwertiger Werkzeuge
  

Vorteile:

• Extrem präzise Gewinde
• Hervorragende Oberflächengüte
• Geeignet für enge Toleranzen
  

Einschränkungen:

• Teure Ausrüstung und Werkzeuge
• Langsamer als andere Methoden
  

Das Gewindeschleifen ist ein wesentlicher Bestandteil der Gewindebearbeitungswerkzeuge für Branchen, in denen selbst geringfügige Gewindefehler zu schwerwiegenden Fehlern führen können.

6. Service Stanzen und Gewindeschneiden

Service-Stanzen und Gewindeschneiden gehen bei der Großserienproduktion oft Hand in Hand. 

Der Stanzvorgang formt die Grundform des Teils, während integrierte Gewindestationen die Gewinde entweder durch Schneiden oder Rollen fertigstellen.

Wann es verwendet wird:

• Massenproduktion von Verbindungselementen und Beschlägen
• Kostensensitive Anwendungen
  

Vorteile:

• Optimierte Produktion
• Reduzierter Arbeits- und Bearbeitungszeit
• Niedrigere Kosten pro Einheit
  

Einschränkungen:

• Weniger Flexibilität bei komplexen Designs
• Hohe anfängliche Einrichtungskosten
  

Die Kombination von Stanzen mit automatisierter Gewindebearbeitung maximiert die Produktionseffizienz und wird häufig von OEMs und Herstellern pneumatischer oder hydraulischer Teile mit großen Stückzahlen verwendet.

Auswahl des richtigen Gewindebearbeitungsverfahrens

Nicht jede Methode ist für jede Anwendung geeignet. Bei der Auswahl eines Gewindeherstellungsverfahrens müssen Faktoren wie Materialart, Produktionsvolumen, Gewindegröße und Toleranzen berücksichtigt werden. 

Nachfolgend finden Sie eine grundlegende Anleitung, die Ihnen dabei hilft, die beste Wahl anhand wichtiger Variablen einzugrenzen:

Ergänzende Überlegungen

Neben dem Bearbeitungsprozess selbst hängt der Erfolg beim Gewindeschneiden auch von der richtigen Werkzeugbestückung, dem Einsatz von Kühlmittel und den Prüfmethoden ab. 

Nachfolgend sind einige zusätzliche Überlegungen aufgeführt, die sich auf Qualität und Leistung auswirken können:

• Werkzeuglebensdauer: Bei manchen Methoden, wie etwa dem Gewindeschleifen, kommt es zu einem langsameren Werkzeugverschleiß, allerdings sind dafür teure Spezialgeräte erforderlich.
  
• Toleranzen: Bei extrem engen Toleranzen werden Verfahren wie Gewindeschneiden oder Schleifen bevorzugt.
  
• Gewindearten: Nicht alle Bearbeitungsverfahren können alle Gewindeformen (UNF, metrisch, ACME usw.) erzeugen.
  
• Oberflächenbeschaffenheit: Bei bestimmten Anwendungen kann die Oberflächenrauheit genauso wichtig sein wie die Gewindegenauigkeit.
  

Um die Effizienz zu verbessern, werden in der modernen Fertigung häufig mehrere Schritte in einem einzigen Setup integriert. 

Beispielsweise können CNC-Maschinen das Gewindefräsen mit anderen Vorgängen wie Bohren oder Schlitzen kombinieren, wodurch die Gesamtzykluszeit verkürzt wird. 

Auch Gewindeschneidvorgänge können von der Automatisierung profitieren, insbesondere in Betrieben, die umfassende Stanz- und Gewindeschneiddienste anbieten.

Abschließende Gedanken: Gewindebearbeitungsprozesse

Die Gewindebearbeitung spielt eine entscheidende Rolle für die Leistung von Befestigungselementen und anderen Gewindekomponenten unter Belastung, Vibration und Umweltbedingungen. 

Unabhängig davon, ob Sie Gewinde für einen Prototyp schneiden oder Gewinde auf Tausenden von Schrauben pro Stunde rollen, ist die Wahl des richtigen Gewindeherstellungsverfahrens entscheidend für die Erzielung von Festigkeit, Genauigkeit und Wiederholbarkeit. 

Dank der Fortschritte in der CNC-Technologie, dem automatisierten Service-Stanzen und Gewindeschneiden sowie Spezialwerkzeugen verfügen Hersteller heute über mehr Kontrolle und Flexibilität als je zuvor.