Jusheng

Ich habe schon zu viele solcher Dinge gesehen: Ein Teil aus einer Aluminiumlegierung für die Luftfahrt, dessen Bearbeitung viel Zeit und Geld kostete, versagte jedoch beim letzten Arbeitsgang, der Bearbeitung eines M6-Schraubenlochs. Der Gewindebohrer brach ab und blieb im Loch stecken, das gesamte Teil musste verschrottet werden. Tausende von Dollar und unzählige Arbeitsstunden waren verschwendet. Diese herzzerreißende Szene ist letzten Endes auf die falsche Wahl des Gewindebohrens und Gewindefräsens zurückzuführen.

Beide Methoden sind Schlüsseltechnologien zur Herstellung von Innengewinden, die Prinzipien und Anwendungsszenarien sind jedoch völlig unterschiedlich.

• Gewindeschneiden: Mit einem Gewindebohrer schneiden Sie wie beim Einschrauben einer Schraube in ein vorgebohrtes Loch und formen durch plastische Verformung oder Schneiden ein Gewinde. Es ist einfach zu bedienen, die Werkzeuge sind günstig und verfügen über Grundeinstellungen. Es eignet sich besonders für die Massenproduktion oder die Verarbeitung von Weichmetallen wie Aluminium. Wenn Effizienz gefragt ist, ist es das Werkzeug der Wahl.
• Gewindefräser: Er ähnelt eher dem Feinschnitzen. Verwenden Sie einen kleinen Fräser, um das Gewinde kreisförmig an der Lochwand zu drehen. Seine Vorteile sind Flexibilität und Präzision. Ein Fräser kann Gewindelöcher jeder Größe und Steigung bearbeiten, selbst schwer zu bearbeitende Materialien wie Titanlegierungen , und eignet sich besser für den Boden von Sacklöchern.

Welches Verfahren ist dann zu verwenden? Das hängt von den jeweiligen Anforderungen ab. Die Kosten einer falschen Vorgehensweise können jedoch im Voraus Tausende von Dollar wert sein.

Zusammenfassung der Kernantworten:

Dieser Artikel beantwortet Ihre Fragen:

• In diesem Handbuch werden die wesentlichen Unterschiede zwischen Gewindeschneiden und Gewindefräsen klar analysiert – von den Werkzeugprinzipien bis hin zur Verarbeitungslogik.
• Ich werde einen realen Fall analysieren: zum Beispiel ein hochpreisiges Teil, das fast verschrottet worden wäre, und die Effizienz der Massenproduktion.
• Abschließend beantworte ich häufig gestellte Fragen zu diesen beiden Methoden, damit Sie sich bei der nächsten Auswahl eines Verfahrens sicherer fühlen.

Warum sollten Sie diesem Leitfaden vertrauen? JS' tägliche Verarbeitungsentscheidungen

Als Ingenieure bei JS muss unsere Werkstatt täglich Dutzende Male die Frage beantworten: Soll dieses Loch mit einem Gewinde versehen oder gefräst werden? Diese Antwort basiert nicht auf Lehrbüchern oder Softwaresimulationen, sondern auf Erfahrungen aus der Bearbeitung von Zehntausenden realer Teile.

Wir wissen, welcher Edelstahl beim Gewindeschneiden zu einem schnellen Verschleiß des Werkzeugs führt und wie stark das Deformationsrisiko durch Gewindefräsen an dünnwandigen, tiefen Bohrungen verringert werden kann. Wir haben diese Probleme mit eigenen Augen gesehen und die Kosten sind allesamt Erfahrungswerte, die sich aus Abfallmaterialien und Werkzeugbrüchen ergeben.

Jeder Vorschlag in diesem Handbuch wurde in der Praxis erprobt. Beispielsweise setzen wir bei der Bearbeitung von stark nachgefragten medizinischen Implantaten aus Titanlegierungen auf Gewindefräsen, um eine 100-prozentige Erfolgsquote zu gewährleisten. Bei der Massenproduktion von Halterungen für die Automobilindustrie entscheiden wir uns für das Extrusionsgewindeschneiden, um die Stückkosten um 30 % zu senken.

„Smith sagte: Zehn Sekunden Urteilsvermögen auf dem Werkstattboden sind das Ergebnis von zehn Jahren zerbrochener Messer und Kegel.“

Was wir bieten, ist die Urteilslogik, die Theorie mit echtem Geld und Praxis kombiniert, um Ihnen dabei zu helfen, Risiken in echte Vorteile umzuwandeln.

Was ist Tapping? Der König der Geschwindigkeit und Effizienz

Einfach ausgedrückt ist Gewindeschneiden so, als würde man mit einer normalen Schraube (wir nennen es Gewindebohrer) ein Gewinde in ein Loch „herausnagen“. Es ist eine alte und zuverlässige Methode zur Gewindeherstellung.

Wie funktioniert es? Welche Werkzeuge werden verwendet? ​

Prinzip: Der Außendurchmesser des Gewindebohrers entspricht genau der Größe des Gewindes, das Sie herstellen möchten. Er dreht sich kreisförmig, fährt dann eine Steigung entlang des Lochs hinunter und schneidet das Material direkt mit seiner Schneide ab, um ein Gewinde zu bilden.

Werkzeuge: Der Protagonist ist der Wasserhahn

Handgewindebohrer: Langsam durch Handkraft gedreht, geeignet für Reparaturen oder kleine Chargen.

Die von uns verwendeten Maschinengewindebohrer werden hauptsächlich auf Bohrmaschinen oder Bearbeitungszentren montiert. Es gibt zwei Arten von Gewindebohrern:

• Am gebräuchlichsten ist der Schneidhahn, der wie ein kleiner Fräser das Material direkt abschneidet und Eisenschlacke bildet.
• Das andere ist der Extrusionsgewindebohrer, der keine Schneide hat und beim Arbeiten wie eine Extrusionsdüse auf großen Druck angewiesen ist, um weiche Materialien wie Aluminium und Kupfer direkt in eine Gewindeform zu „extrudieren“, sodass grundsätzlich keine Eisenschlacke entsteht, was sich sehr gut für die Verarbeitung solcher Materialien eignet.

Warum ist Klopfen so beliebt? Drei besondere Fähigkeiten!

• König der Geschwindigkeit: Seine größte Stärke! Das Bohren eines typischen Schraubenlochs dauert nur wenige Sekunden! In der Massenproduktion ist Effizienz gleichbedeutend mit Geld, und Gewindeschneiden ist unübertroffen.
• Kostengünstige Werkzeuge: Ein Gewindebohrer kostet nicht viel und die Anschaffungskosten sind sehr gering.
• Nicht wählerisch in Bezug auf „Werkzeugmaschinen“: Die übliche Bohrmaschine reicht aus, und ein Meister kann es sogar von Hand machen. Die Genauigkeitsanforderungen an die Anbindung von CNC-Werkzeugmaschinen sind relativ weniger streng.

Risiken des Abhörens

• Horror vor dem Gewindebohren: Das ist die größte Gefahr beim Gewindebohren. Der Gewindebohrer bricht in der Bohrung, insbesondere wenn er tief in oder in hartem Material bricht. Willst du ihn loswerden? Das ist einfach zu schwierig! Die Teile werden praktisch verschrottet, und der Verlust ist beträchtlich.
• Schwierigkeiten bei der Spanabfuhr (insbesondere bei Sacklöchern ): Beim Gewindeschneiden entstehen Eisenspäne. Die Späne aus Sacklöchern lassen sich nur schwer entfernen, wodurch das Drehmoment schnell zunimmt, der Hauptgrund für Kegelbrüche.
• Flexibilitätsverlust: M6-Gewindebohrer erzeugen ausschließlich M6-Bohrungen, keine Kompromisse. Möchten Sie die Schraubentoleranz anpassen? Auch der Gewindebohrer selbst hat einen festen Toleranzbereich und der Arbeitsraum ist sehr klein. Im Vergleich zum Gewindefräsen kann dies durch Programmierung kompensiert werden.

„Gewindebohren ist die erste Wahl, wenn es um Effizienz geht. Die Werkzeugkosten sind gering und die Anforderungen an die Ausrüstung sind gering, aber Erfolg und Misserfolg hängen vom Risikomanagement ab! Möchten Sie damit schnell und zuverlässig liefern? Wir bei JS empfehlen Ihnen auf jeden Fall: Wählen Sie den richtigen Gewindebohrer für das Material, stellen Sie die Verarbeitungsparameter ein und verwenden Sie Schneidflüssigkeit, um zu verhindern, dass Späne in die Quere kommen. Diese sollten nicht weggelassen werden.“

Was ist Gewindefräsen? Synonym für Flexibilität und Sicherheit

Wir arbeiten täglich mit CNC-Werkzeugmaschinen. Das Gewindefräsen ist unser besonders zuverlässiger Partner bei der Herstellung hochwertiger , komplexer Gewindebohrungen. Es ist flexibel und sicher.

Wie funktioniert es? Welche Werkzeuge werden verwendet?

Stellen Sie sich vor, dass anstelle des Gewindeschneidens, das das Gewinde eindrückt, ein viel kleinerer Gewindefräser (Thread Mill) auf einer CNC-Werkzeugmaschine verwendet wird. Der Fräser würde sich kreisförmig drehen (X- und Y-Achsen drehen sich kreisförmig), sich aber langsam nach unten bewegen (Z-Achse bewegt sich nach unten) und so nach und nach Gewinde in die Lochwand bohren. Dabei wird die Spiralinterpolationsfunktion der Werkzeugmaschine genutzt.

Bei dem Werkzeug handelt es sich um einen Gewindefräser. Das Erstaunlichste daran ist, dass ein Fräser mehrere Löcher mit unterschiedlichen Größen, aber gleicher Steigung fräsen kann. Beispielsweise kann ein Werkzeug mit einer Steigung von M1,0 Löcher der Größen M6, M8 und M10 fräsen, wenn die Steigung 1,0 beträgt.

Warum verwenden unsere Ingenieure es lieber?

(1) Sicherheit geht vor:

Der kleine Durchmesser des Werkzeugs ist das eigentliche Sicherheitsmerkmal. Selbst bei ungewöhnlichen Ereignissen ist es praktisch unmöglich, den kleinen Werkzeugkörper in der Bohrung zu verklemmen, sodass das gesamte Teil nicht zerkratzt wird. Dies ist bei der Herstellung langwieriger, zeitaufwändiger und kostspieliger CNC-Frästeile von unschätzbarem Wert!

(2) Hohe Flexibilität:

• Wie bereits erwähnt, verfügt ein Werkzeugrohr über mehrere Öffnungen.
• Linkslauf des Gewindes (Rückwärtsgewinde), Rechtslauf des Gewindes ( Plusgewinde ), freie Drehrichtung und bloße Umkehrung der Bearbeitungsprogrammrichtung.
• Um eine hohe Passgenauigkeit zu erreichen, können Gewindedurchmesser und Toleranzgrad programmiert werden.
• Die entstehenden Eisenspäne sind klein und gebrochen, und das Kühlmittel kann weggespült werden. Es funktioniert hervorragend bei tiefen Bohrungen (insbesondere Sacklöchern) und bei der Bearbeitung schwer zerspanbarer Materialien wie Edelstahl und Titanlegierungen.
• Längere Standzeit. Im Vergleich zum Gewindeschneiden weisen Gewindefräser eine stärkere Verteilung der Schnittkräfte, einen gleichmäßigeren Verschleiß und eine längere Standzeit auf, insbesondere bei der Bearbeitung schwer zu bearbeitender Werkstoffe.

Bereiche, die ausgeglichen werden müssen

• Reduzierte Verarbeitungsgeschwindigkeit: Das Fräsen jedes Kreises einzeln nimmt mehr Zeit in Anspruch als das direkte Eindrehen durch Gewindeschneiden.
  Etwas teurere Werkzeuge: Allein die Anschaffung eines Gewindefräsers ist tatsächlich deutlich teurer als die Anschaffung eines Gewindebohrers (Gewindebohrers).
• Geräteabhängigkeit: Es besteht Bedarf an einem dreiachsig gekoppelten Fräszentrum oder einer dreiachsig gekoppelten Fräsmaschine mit Spiralinterpolation, was eine entsprechende Gerätefähigkeit erfordert.

Wichtigster wirtschaftlicher Vergleich zwischen Gewindefräsen und Gewindebohren:

Datenquelle: Sandvik Coromant Anwendungshandbuch.

Gewindefräsen ist eine sichere, zuverlässige, flexible und präzise Technologie, die sich besonders für komplexe Teile, schwer zu verarbeitende Materialien und die Kleinserienproduktion eignet. Obwohl die Anschaffungskosten und die Stückzeit etwas höher sind, sind die Gesamtvorteile bei komplexen Teilen, Spezialmaterialien und der Kleinserienproduktion oft größer.

„Wenn Ihre Produktion mit anspruchsvollen Herausforderungen bei der Gewindebearbeitung konfrontiert ist, wenden Sie sich bitte an JS und lassen Sie uns beurteilen, wie Gewindefräsen einen Mehrwert für Ihr Projekt schaffen kann!“

Fallanalyse: Prozessauswahl für medizinische Geräte vs. Kfz-Halterungen

Nach über zehn Jahren in der Zerspanung ist meine wichtigste Erfahrung: Wählen Sie das richtige Verfahren und halbieren Sie die Kosten! Heute zeige ich Ihnen zwei echte Fälle, die Ihnen verdeutlichen, wie wir in komplexen Szenarien Entscheidungen treffen und unseren Kunden so Sorgen und Geld sparen.

Fall 1: Hochwertige medizinische Implantate (PEEK-Material)

Als der Kunde uns fand, stand uns ein kniffliges Projekt bevor: die Herstellung eines Wirbelsäulenfusionskäfigs aus PEEK mit vier M3-Präzisionsgewinden für Befestigungsschrauben. Jedes Stück ist über 500 Dollar wert. Das Material ist teuer und hitzeempfindlich. Jeder Fehler wird verschrottet. Das Gewinde muss absolut sauber sein und darf keine Fehler tolerieren.

Wir haben uns für das Gewindefräsen entschieden. Was ist der Grund für diese Wahl?

• Die Vermeidung von Risiken hat oberste Priorität: Dieses Teil ist viel teurer als das Werkzeug. Wenn der Gewindebohrer beim Gewindeschneiden bricht, ist der Verlust hoch. Beim Gewindefräsen sind die Risiken gering und es kommt fast nie zu Werkzeugbrüchen, wodurch die Integrität des Teils erhalten bleibt.
• Das Material ist besonders geeignet: PEEK-Späne sind wie Nudeln und bleiben leicht im Loch stecken. Sobald das Gewindeschneiden blockiert ist, wird das Gewinde beschädigt. Beim Gewindefräsen entstehen feine Späne, die sich leicht ableiten lassen und die Gewindeoberfläche deutlich glatter machen.
• Strenge Qualitätskontrolle: Medizinische Teile erfordern eine hohe Gewindepräzision. Durch Fräsen kann die Kontur präzise angepasst werden, um Risse oder Unebenheiten zu vermeiden. Beim Gewindeschneiden kann die kleinste Abweichung zum Versagen führen.

Am Ende wurden die Teile zu 100 % fehlerfrei ausgeliefert . Obwohl das Fräsen eines Lochs 20 Sekunden langsamer ist als das Gewindeschneiden, besteht kein Ausschussrisiko. Kunden lobten unsere Zuverlässigkeit.

Fall 2: Großvolumige Motorhalterungen für Kraftfahrzeuge (Aluminiumlegierung)

Ein weiteres Projekt ist die Herstellung von 50.000 Motorhalterungen für ein bestimmtes Modell, jede mit 12 M8-Durchgangsgewinden. Die große Menge, der Zeitdruck und die Kostensensibilität erfordern, dass die Bearbeitungszeit und die CNC-Fräskosten jedes Teils minimiert werden.

Wir haben uns für das Extrusionsgewindeschneiden entschieden. Dafür gibt es drei Gründe:

• Geschwindigkeit ist das A und O: Gewindeschneiden ist äußerst effizient und die einzige Möglichkeit, mit dem Produktionstempo Schritt zu halten. Gewindefräsen ist zu zeitaufwändig und verlangsamt den Fortschritt.
• Kostenkiller: Ein einzelner Gewindebohrer kostet nur wenige Dutzend Dollar und ist damit mehr als zehnmal günstiger als ein Gewindefräser. Darüber hinaus vervielfachen sich die Vorteile durch hohe Stückzahlen und Werkzeugkosten, und die Kosten für die Gewindebearbeitung eines einzelnen Stücks liegen unter 0,1 Dollar. Damit wird den strengen Preisvorgaben des Kunden für CNC-Fräsen voll und ganz entsprochen (der Gesamtpreis pro Stück wird auf einem sehr niedrigen Niveau gehalten).
• Keine Probleme mit der Spanabfuhr: Aluminium ist weich, das Gewindeschneiden erfolgt spanlos, die Gewindefestigkeit ist gut, es kommt nicht zu Verstopfungen und Stabilität und Produktion werden verbessert.

Ergebnis: 50.000 Stück wurden pünktlich geliefert, der Stückpreis blieb unter 0,1 $ und der Kunde war zufrieden. Dies beweist, dass Gewindeschneiden der König der Effizienz in der Massenproduktion ist.

Referenz zum Prozessvergleich

Bei Entscheidungen vergleichen wir oft die Gesamtzahlen. Der folgende Vergleich der Gewindebearbeitungsverfahren, den ich auf Basis der Statistiken des IMD World Competitiveness Report 2024 erstellt habe, zeigt zwar eine durchschnittliche Leistung, muss aber dennoch mit der tatsächlichen Situation des jeweiligen Projekts abgeglichen werden.

Entscheidungskern

Aus all diesen Beispielen ist mir eines klar geworden: Es gibt kein absolutes Richtig oder Falsch beim Gewindebohren oder Gewindefräsen. Entscheidend ist die Abwägung zwischen „Risiko“ und „Effizienz“.

„Wie der Fertigungsguru Peter Drucker einmal sagte: Was gemessen wird, wird verwaltet.“

Für hochwertige Arbeiten, bei denen die Kosten der Komponenten die Bearbeitungskosten deutlich übersteigen, empfiehlt sich das Gewindefräsen, um Risiken zu vermeiden. Für kosten- und geschwindigkeitsorientierte Serienfertigungen ist das Gewindebohren die unangefochtene Königsdisziplin.

„Freunde, egal ob Sie neue Teile entwerfen oder Prozesse auswählen, verlassen Sie sich nicht nur auf die Theorie, sondern kombinieren Sie tatsächliche Risiken, Effizienz und Daten, um Entscheidungen zu treffen. Beeilen Sie sich und kontaktieren Sie unser JS-Team, um unsere Online -CNC-Fräsdienste auszuprobieren, die Ihnen helfen, Ihre Entscheidung zu optimieren und Geld und Zeit zu sparen. Handeln bringt Erfolg!“

FAQ - Antworten auf Ihre letzten Fragen zur Gewindeverarbeitung

Was sind die Hauptnachteile des Gewindefräsens?

Kunden fragen immer wieder nach den Nachteilen des Gewindefräsens. Aus der Praxis gibt es einige wichtige Punkte zu beachten:

• Relativ langsame Geschwindigkeit: Im Vergleich zum Gewindeschneiden dauert die Herstellung desselben Lochs viel länger. Dies kann den Anforderungen der Massenproduktion (z. B. Autoteile), bei der jede Minute und jede Sekunde zählt, möglicherweise nicht gerecht werden.
• Etwas höhere Hürde: Die Programmierung ist komplizierter als der direkte Aufruf des Gewindebohrzyklus. Wir müssen ein spezielles CAM-Modul verwenden oder sorgfältig G-Code mit Spiralbewegung schreiben. Die meisten unerfahrenen Bediener müssen zunächst etwas Zeit investieren und Tools (Gewindefräsrechner) verwenden, um den Werkzeugweg und die Parameter zu berechnen.
• Kleine Löcher sind schwer herzustellen: Für extrem kleine Gewindelöcher, z. B. unter M2, ist die Herstellung eines so kleinen und präzisen Gewindefräsers eine Herausforderung und die Kosten sind deutlich höher. Das Gewindeschneiden ist bei so kleinen Löchern im Allgemeinen eine praktischere Lösung.

Ob Sie sich für das Gewindefräsen entscheiden, hängt daher wirklich von den spezifischen Anforderungen des Projekts ab. Extrem hohe Effizienzanforderungen oder zu kleine Löcher? Gewindeschneiden kann praktischer sein.

Was ist der Unterschied zwischen Gewindeschneiden und Gewindeschneiden?

Gewindeschneiden ist ein allgemeiner Begriff, der alle Verfahren zur Herstellung von Gewinden an Werkstücken bezeichnet, darunter auch die Bearbeitung von Innen- und Außengewinden.

Gewindeschneiden ist ein spezielles Verfahren, bei dem ein Gewindebohrer in einem vorgebohrten Loch gedreht wird, um Innengewinde zu erzeugen. Dies ist eine der gebräuchlichsten und direktesten Methoden zur Herstellung von Innengewinden.

Zur Gewindebearbeitung gibt es noch viele weitere Verfahren: Neben dem Gewindeschneiden zählen dazu auch:

• Gewinde drehen: Verwenden Sie auf einer Drehbank einen Formdrehmeißel, um Außen- oder Innengewinde zu „drehen“, als würden Sie einen Bleistift anspitzen.
• Gewindefräsen: Mit einem speziellen Gewindefräser wird es auf einer Fräsmaschine „gefräst“, was sich besonders für große Gewinde oder unregelmäßige Teile eignet.
• Gewinderollen: Kein Schneiden! Verwenden Sie ein gehärtetes Gewinderollrad, um das Metall zu „quetschen“, sodass es sich plastisch verformt und Gewinde bildet. Das ist effizient und stark.

Kurz gesagt: Gewindeschneiden ist ein Verfahren, das speziell für die Herstellung von Innengewinden verwendet wird und zur großen Kategorie der Gewindebearbeitung gehört. Die Gewindebearbeitung umfasst das Gewindeschneiden und alle anderen Techniken zur Herstellung von Gewinden.

Können alle Materialien gewindegefräst werden?

Theoretisch können wir damit Gewinde für die meisten fräsbaren Materialien herstellen. Darüber hinaus ist es fast die erste Wahl für jene Materialien, bei denen das Gewindeschneiden besonders „Kopfzerbrechen“ bereitet.

Denken Sie an diese schwierigen Materialien:

• ​​Superharter Stahl (Härte über 45 HRC).
• ​​Titanlegierung mit hoher Zähigkeit.
• Verschiedene Hochleistungslegierungen, die gegen hohe Temperaturen beständig sind.
• ​​Verbundwerkstoffe wie beispielsweise Kohlefaserplatten.

Warum ist Gewindefräsen ein „guter Partner“ für diese Materialien? Denn wenn Sie einen Gewindebohrer zwingen, diese Materialien zu schneiden:

• Der Wasserhahn verschleißt zu schnell und hat eine sehr kurze Lebensdauer.
• Das Schlimmste ist, dass der Gewindebohrer im Loch extrem leicht abbrechen kann, was große Probleme und Risiken mit sich bringt.
• Das Gewindefräsen ermöglicht einen sanfteren Schnitt und eine bessere Wärmeableitung. Zudem ist die Bearbeitung dieser schwer zu bearbeitenden Materialien sicherer und kontrollierbarer. Daher ist das Gewindefräsen bei der Bearbeitung von Gewinden aus solchen Materialien tatsächlich eine ideale und zuverlässige Wahl.

Zusammenfassung

Gewindeschneiden und Gewindefräsen sind keine Konkurrenten, sondern ein Paar „goldener Partner“ in Ihrem CNC-Werkzeugkasten . Denken Sie darüber nach: Ein gutes Messer und ein guter Schraubenschlüssel haben jeweils ihre eigenen Stärken. Gewindeschneiden ist unübertroffen in Geschwindigkeit und Effizienz, während Gewindefräsen in puncto Sicherheit führend ist.

Das Verständnis ihrer Grenzen und ihres Anwendungsbereichs ist nicht nur eine Grundkompetenz für Ingenieure, sondern auch ein Zeichen dafür, dass Sie ein wirklich exzellenter Entscheidungsträger sind. Schließlich ist eine kluge Wahl nie eine oberflächliche Entscheidung, sondern ein umfassender Kompromiss, der Kosten, Risiken, Effizienz und Endqualität berücksichtigt.

Sind Sie beim nächsten Mal, wenn Ihre Konstruktionszeichnungen erscheinen, immer noch verwirrt über Gewindelöcher? Machen Sie sich keine Gedanken darüber, welches Verfahren am besten geeignet ist!

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