Anleitung zum Präzisionsgewindeschneiden mit geraden Gewindebohrern

Im Bereich der mechanischen Bearbeitung sind Gewindeverbindungen allgegenwärtig, und gerade Gewindebohrer dienen als wesentliche Werkzeuge für das Innengewindeschneiden. Bekannt für ihre einfache Struktur und einfache Bedienung, werden diese Gewindebohrer sowohl für das manuelle als auch für das maschinelle Gewindeschneiden verwendet und sind besonders effektiv für kurzspanende Materialien. Dieser Artikel bietet eine eingehende Untersuchung von geraden Gewindebohrern und behandelt ihre Funktionsprinzipien, Herstellungsprozesse, Materialauswahl, Oberflächenbehandlungen, Anwendungen und Kaufüberlegungen.

Gerade Gewindebohrer, auch Handgewindebohrer genannt, sind Schneidwerkzeuge, die zum Erstellen von Innengewinden in vorgebohrten Löchern entwickelt wurden. Sie zeichnen sich durch ihre axialen geraden Nuten aus und werden hauptsächlich zum manuellen Gewindebohren verwendet, können aber auch in Bohrmaschinen eingesetzt werden. Das gerade Nutendesign erleichtert die effiziente Spanabfuhr während des Betriebs, wodurch sie sich besonders für Materialien wie Aluminium, Kupfer und Kunststoffe eignen, die kurze Späne erzeugen. Aufgrund ihrer Vielseitigkeit und Einfachheit sind gerade Gewindebohrer in der mechanischen Bearbeitung und Wartung unverzichtbar geworden.

Der Betrieb von geraden Gewindebohrern basiert auf der Zerspanungsmechanik, die mehrere Schlüsselschritte umfasst:

• Lochvorbereitung: Ein richtig dimensioniertes Pilotloch muss entsprechend den erforderlichen Gewindespezifikationen gebohrt werden. Der Lochdurchmesser ist entscheidend – zu groß führt zu unvollständiger Gewindeausbildung und reduzierter Festigkeit, während zu klein den Widerstand erhöht und die Gefahr eines Gewindebohrerbruchs birgt.
• Gewindebohrer-Einführung: Der Gewindebohrer muss präzise mit der Lochachse ausgerichtet werden. Für den manuellen Betrieb wird typischerweise ein Gewindebohrerhalter verwendet, um den Schaft zu greifen und Drehmoment auszuüben.
• Gewindeschneiden: Wenn sich der Gewindebohrer dreht, greifen seine Schneidkanten allmählich in das Werkstückmaterial ein, um Gewinde zu bilden. Es sollte ein angemessener axialer Druck aufrechterhalten werden, um einen ordnungsgemäßen Eingriff zu erleichtern.
• Spanabfuhr: Das gerade Nutendesign ermöglicht eine effektive Spanabfuhr, wodurch der Zerspanungswiderstand verringert, die Gewindequalität verbessert und die Werkzeugstandzeit verlängert wird.
• Gegenläufige Drehung: Eine periodische Gegendrehung hilft, Späne zu brechen und Verstopfungen zu verhindern, während sie das Eindringen von Schmiermittel in die Schneidzone ermöglicht, um die Reibung zu reduzieren.

Die Herstellung von geraden Gewindebohrern umfasst Präzisionsprozesse wie Materialauswahl, Rohlingsformung, Gewindebearbeitung, Wärmebehandlung, Oberflächenveredelung und Qualitätskontrolle:

• Materialauswahl: Häufige Materialien sind Schnellarbeitsstahl (HSS), kobaltangereicherter HSS (HSS-E), pulvermetallurgischer HSS (PM HSS) und Hartmetall. Jedes bietet deutliche Vorteile in Bezug auf Härte, Zähigkeit und Hitzebeständigkeit.
• Rohlingsformung: Das Rohmaterial wird durch Schleifen oder Drehen zu zylindrischen Rohlingen geformt.
• Nutfräsen: Spezialisierte Fräsmaschinen erzeugen die geraden Nuten, wobei die Geometrie entscheidend für die Spanabfuhr und die Werkzeugfestigkeit ist.
• Gewindebearbeitung: Gewinde werden durch Schleifen (für hohe Präzision) oder Walzen (für erhöhte Oberflächenhärte) geformt.
• Wärmebehandlung: Abschrecken und Anlassen optimieren die mechanischen Eigenschaften.
• Oberflächenveredelung: Optionale Behandlungen wie Nitrieren oder Titanbeschichtungen verbessern die Leistung.
• Qualitätskontrolle: Strenge Tests stellen sicher, dass die Maßgenauigkeit, die Gewindegeometrie, die Härte und die Oberflächenbeschaffenheit den Spezifikationen entsprechen.

Die Materialauswahl wirkt sich direkt auf die Werkzeugleistung und -lebensdauer aus:

• HSS: Bietet ausgewogene Härte, Zähigkeit und Wirtschaftlichkeit für allgemeine Anwendungen.
• HSS-E: Bietet überlegene Hitzebeständigkeit für anspruchsvolle Materialien wie Edelstahl.
• PM HSS: Liefert außergewöhnliche Verschleißfestigkeit für hochfeste Legierungen.
• Hartmetall: Maximale Härte für anspruchsvolle Operationen, obwohl spröder und teurer.

Fortschrittliche Behandlungen verbessern die Gewindebohrerleistung erheblich:

• Nitrieren: Verbessert die Oberflächenhärte und Korrosionsbeständigkeit.
• TiN-Beschichtung: Reduziert die Reibung und verlängert die Werkzeugstandzeit.
• TiAlN-Beschichtung: Überlegene thermische Stabilität für Hochgeschwindigkeitsoperationen.

Diese vielseitigen Werkzeuge dienen verschiedenen Branchen:

• Sanitärsysteme für das Gewindeschneiden von Rohren
• Herstellung von HLK-Komponenten
• Montage von allgemeinen Industrieanlagen
• Produktion von Automobilantrieben und -fahrwerken
• Wartungs- und Reparaturarbeiten
• Kundenspezifische Bearbeitungsanwendungen

Die richtige Verwendung gewährleistet optimale Ergebnisse:

• Wählen Sie die richtige Gewindebohrergröße und den richtigen Pilotlochdurchmesser
• Verwenden Sie geeignete Kühlschmierstoffe
• Halten Sie eine moderate Geschwindigkeit ein und vermeiden Sie seitliche Kräfte
• Entfernen Sie regelmäßig Späne

Wichtige Auswahlfaktoren sind:

• Materialverträglichkeit mit dem Werkstück
• Größe und Gewindespezifikationen
• Präzisionsanforderungen
• Markenreputation
• Kosteneffizienz

Die aktuellen Trends in der Gewindebohrertechnologie konzentrieren sich auf:

• Fortschrittliche Materialien für erhöhte Haltbarkeit
• Innovative Beschichtungen für verbesserte Leistung
• Intelligente Werkzeuge mit integrierter Überwachung
• Automatisierungsintegration für Produktionseffizienz

Da sich die Fertigungsanforderungen weiterentwickeln, passen sich gerade Gewindebohrer durch technologische Innovationen weiterhin an und behalten ihre wesentliche Rolle in der Präzisionsgewindeherstellung bei.