Ist es besser, Gewinde durch Fräsen oder durch Gewindeschneiden herzustellen?

Worin besteht der Unterschied zwischen der Verwendung eines Gewindebohrers und eines Gewindefräsers beim Gewindeschneiden?

Beim Gewindeschneiden auf einer Standardfräsmaschine nutzt der Gewindebohrer nur die Z-Achse der Maschine. Eine Gewindefräsmaschine hingegen nutzt alle drei Achsen zum Schneiden des Gewindes und verwendet kreisförmige Interpolationszyklen, um dem Bediener eine präzisere Steuerung zu ermöglichen.

Was sind Gewindebohrer und Gewindewalzwerke?

Sowohl austauschbare als auch massive Gewindefräser können aus Hartmetall gefertigt sein. Gewindebohrer sind in verschiedenen Werkstoffen erhältlich, beispielsweise aus Schnellarbeitsstahl, Sintermetall und mitunter auch aus Hartmetall.

Für Gewindefräswerkzeuge wird nur ein Material benötigt, da die Kreisinterpolationsmethode die Belastung reduziert. Dadurch entstehen Seitenkräfte am Werkzeug.

Gewindebohrer sind in verschiedenen Werkstoffen erhältlich, hauptsächlich weil die Maschinenlast über die Z-Achse übertragen wird. Daher sind Hartmetallgewindebohrer oft zu instabil, weshalb ein besserer Werkstoff benötigt wird.

Warum ist Gewindefräsen sicherer als Gewindeschneiden?

Beim Gewindeschneiden hat der Bediener keine Kontrolle über den Schneidprozess. Üblicherweise wird ein G84-Gewindeschneidzyklus verwendet, der erst nach Abschluss des Zyklus gestoppt werden kann. Beim Gewindefräsen hingegen lässt sich der Prozess besser steuern.

Aufgrund hoher Belastungen, schwieriger Spanabfuhr oder ungünstiger Bohrungsbedingungen kann der Gewindeschneider beim Gewindeschneiden in der Bohrung brechen, was zum Ausschuss des Werkstücks führt. Alternativ muss der Gewindeschneider durch Funkenerosion (EDM) abgetragen werden. Gewindefräsen ist ein sichereres und stabileres Verfahren und daher die bevorzugte Methode für unbemannte Bearbeitungen (Grünlichtbearbeitung) oder teure Werkstücke.

Fräsen von Gewinden mit großem Durchmesser vs. Gewindeschneiden

Bei Bohrungen über 20 mm Durchmesser geht es üblicherweise darum, wie die Werkzeugmaschine den Gewindeschneider antreibt. Für Bohrungen dieser Größe kann das Gewindeschneiden sehr kostspielig werden. Gewindefräsen senkt nicht nur die Kosten pro Bohrung, sondern verringert auch das Risiko des Bruchs großer Gewindeschneider.

Da Gewindefräser sehr geringe Schnittkräfte erzeugen, verringern sie im Vergleich zum Gewindeschneiden auch die Belastung der Werkzeugmaschine erheblich.

Was ist einfacher, Gewindefräsen oder Gewindeschneiden?

Bei der Bearbeitung von Bohrungen mit kleinem Durchmesser erzeugen sowohl Gewindefräsen als auch Gewindeschneiden einwandfreie Gewinde ohne Beschädigung der Maschine. Bei größeren Bohrungen hingegen steigen die Kräfte beim Gewindeschneiden drastisch an. Gewindefräsen hält die Belastung unabhängig von der Gewindegröße gering.

Gewindefräsen vs. Gewindeschneiden?

In fast allen Fällen ist Gewindefräsen effizienter und weniger belastend als Gewindeschneiden. Beim Gewindefräsen können Mehrfachbearbeitungsverfahren angewendet werden. Wenn die Kosten pro Bohrung gesenkt werden sollen, ist Gewindefräsen in der Regel die bevorzugte Lösung.

Worin besteht der Unterschied zwischen dem Nachschneiden eines Gewindes mit einer Gewindefräsmaschine und dem Gewindeschneiden selbst?

Das Nachschneiden von Gewinden mit einer Gewindefräsmaschine ist einfach, solange das Werkstück noch in der Maschine eingespannt ist. Der Bediener stellt die Versatzkompensation ein und startet den Zyklus neu. Es besteht keine Gefahr, das Gewinde zu beschädigen oder zu verkanten. In fast allen Fällen müssen mit Gewindebohrern erzeugte Gewinde manuell mit zusätzlichen Gewindebohrern nachgeschnitten werden.

Präzisionsvorteile von Gewindefräsmaschinen

Gewindefräser ermöglichen die Herstellung präziserer Bohrungen. Durch die hundertprozentige Kontrolle des Durchmessers ist die Maschinenbelastung stabil und der Spanabtransport gründlicher, was die Oberflächenqualität verbessert. Im Gegensatz dazu kann der Bediener beim Gewindebohren mit gleichem Durchmesser den Späneabtransport durch die Spiralnut nicht steuern.

Anwendbarkeit schwer zerspanbarer Werkstoffe

Gewindefräsmaschinen erzielen bessere Ergebnisse bei der Bearbeitung komplexer Werkstoffe wie Titan, gehärtetem Stahl und Nickellegierungen. Gewindebohrer neigen aufgrund der erhöhten Schnittkräfte zum Bruch, während Gewindefräsmaschinen die Schnittkräfte durch Anpassung der Schnittstrategien reduzieren und so gleichmäßigere und qualitativ hochwertigere Gewinde ermöglichen.

Effizienzvergleich

Gewindebohrer sind in der Regel schneller, da sie nur die Leistung einer einzigen Achse der Werkzeugmaschine nutzen. Gewindefräser bieten jedoch Vorteile bei der Bearbeitung von Gewinden mit kleinem Durchmesser: Gewindebohrer neigen aufgrund ihres geringen Durchmessers und der hohen Belastung zum Verklemmen, was zu Ausschuss führt; Gewindefräser hingegen zeichnen sich durch geringere Schnittkräfte und eine bessere Steuerbarkeit aus.

Zuverlässigkeit der Tieflochbearbeitung

Bei tiefen Gewinden (z. B. mit einer Tiefe, die dem Dreifachen des Lochdurchmessers entspricht) kann der Gewindefräser ohne Spiralstruktur bis zum Grund des Sacklochs vordringen und den Bearbeitungsprozess langer Gewinde durch Anpassung der Strategie steuern, um das Risiko eines Gewindebohrerbruchs durch wiederholte Verwendung zu vermeiden und so die Bearbeitungssicherheit und -qualität zu gewährleisten.

Weiterverarbeitung nach Werkzeugbruch

Wenn der Gewindefräser bricht, muss nur ein neues Werkzeug ausgetauscht werden, um die Bearbeitung fortzusetzen; wenn hingegen der Gewindebohrer bricht, muss das Werkstück möglicherweise verschrottet werden, und es ist ein erneutes Bohren und Gewindeschneiden erforderlich.

Zusammenfassung: Gewindefräser bieten eine höhere Präzision, bessere Anpassungsfähigkeit an schwer zu bearbeitende Werkstoffe und eine bessere Bearbeitung tiefer Löcher, während Gewindebohrer Vorteile in puncto Effizienz bieten. Die Werkzeuge müssen jedoch je nach Anwendungsfall ausgewählt werden.

Gewindefräsen vs. Gewindeschneiden: Wie lassen sich Gewinde höherer Qualität herstellen?

Das Gewindefräsen ist dem Gewindeschneiden überlegen. Es erzeugt eine glattere Oberflächenbeschaffenheit und eine bessere sichtbare Gewindequalität.

Wann sollte man von einer Gewindefräsmaschine auf einen Gewindebohrer umsteigen?

In den meisten Fällen ist ein Gewindefräser die bessere Wahl, da er eine längere Standzeit und eine präzisere Kontrolle über Gewinde- und Oberflächenqualität ermöglicht. Manchmal spielen jedoch Kostenfaktoren eine Rolle, sodass er nicht die optimale Lösung darstellt. Gewindefräser sind teurer als Gewindebohrer gleicher Größe, und einige Bearbeitungsprozesse können zusätzliche Kosten verursachen, insbesondere bei kleinen Serien und geringen Gewinnmargen.

Wann sollte man von einem Maschinengewindebohrer auf eine Gewindefräsmaschine umsteigen?

Im Gegensatz zu Gewindebohrern mit einer bestimmten Größe können Gewindewalzwerke ein breites Spektrum an Gewinden herstellen. Eine Steigung kann für verschiedene Durchmesser verwendet werden, und feinere Gewinde als der größere Durchmesser lassen sich durch einfaches Anpassen des Gewindedurchmessers erzeugen. Dadurch entfallen die Kosten für den Kauf mehrerer unterschiedlicher Gewindebohrergrößen.