Gewindeschneiden/Gewindebohren von Hand

Gewindeprofile und deren Bezeichnung

Gewinde kann man anhand mehrerer Eigenschaften in Gruppen unterteilen. Eins dieser Möglichkeiten für solch eine Unterteilung ist die Betrachtung des Gewindeprofils.

Die einzelnen Gewindearten unterscheiden sich hierbei nach dem Einsatzzweck:

1.   
            Spitzgewinde:

o   Unter Spitzgewinde ist das ISO-Gewinde und das Withworth-Gewinde genormt.

o   Metrische ISO-Gewinde:

§  haben einen Flankenwinkel von 60°

§  wird unterteilt zwischen Regelgewinde und Feingewinde

o   Regelgewinde: besitzt dem jeweiligen Nenndurchmesser zugeordnete Steigung.

§  Bei der Gewindebezeichnung wird das Kurzzeichen M und der Nenndurchmesser angegeben. (M16)

o   Feingewinde:

§  haben eine kleiner Steigung als der Regelgewinde, aber den gleichen Nenndurchmesser.

§  Selbsthemmend und werden bei dynamischer Belastung verwendet

§  Bei der Gewindebezeichnung wird zur angabe wie beim Regelgewinde noch die kleinere Steigung angegeben. (M16 x 1,5)

o   Withworth-Gewinde:

§  Flankenwinkel von 55°

§  Gewindemaße werden in inch (Zoll) angegeben

§  Steigung P wird anhand der Gangzahl je Zoll ermittelt (1“ 8Gang)

o   Trapetzgewinde:

§  Flankenwinkel von 30°

§  wird meist als Bewegungsgewinde verwendet

§  z.B. bei Spindelpressen

§  können Kräfte in beide Richtungen übertragen (Tr 24x6)

o   Sägengewinde:

§  besitzen einen Flankenwinkel von 33°

§  Sind in einer Richtung hoch belastbar, da diese einen unsymmetrischen Gewindeprofil haben

§  Werden meist als Bewegungsgewinde verwendet

§  Z.B. für Spannzangen von der Dreh- und Fräsmaschine

§  Gewindebezeichnung des Sägengewinde S (Nenndurchmesser und Steigung angegeben) (S24 x 5)

Gangzahl

Bei der Gangzahl unterscheidet man unter ein und mehrgängige Gewinde.

Eingängige Gewinde:

Eingängige Gewinde sind die Regel, sie dienen vorwiegend der Befestigung

Mehrgängige Gewinde:

Diese verwendet man, wenn bei einer Umdrehung große axiale Bewegungen verlangt werden

·         z.B Spindelpressen

·         Bezeichnung von mehrgängigen Gewinden folgt nach Nenndurchmesser und der Steigung die Teilung P (z.B. Tr 32 x 18 x P6) 3 gängiges Trapetzgewinde (Nenndurchmesser= 32mm; Steigung =18mm; Teilung= 6mm)

Drehrichtung

Linksgewinde: werden entgegen dem Uhrzeigersinn eingeschraubt. Diese Verwendet man nur dann, wenn sich ein Rechtsgewinde sich lösen würde z.B. bei einer Schleifscheibenbenbefestigung oder wenn eine bestimmte Bewegungsrichtung bei gegebener Drehrichtung verlangt wird (Planzugspindel bei einer Drehmaschine).

Linksgewinde werden mit „LH“ gekennzeichnet und das Gewinde läuft durch Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn ineinander

Rechtsgewinde: Beim Rechtsgewinde steigen bei Aufsicht auf das Gewinde die Gewindeflanken nach rechts an, eine andere Bezeichnung ist rechtssteigendes Gewinde.

Die Gewinde laufen durch Drehung im Uhrzeigersinn ineinander – dies ist die häufigste Form. Das Bild deutet an, in welche Richtung sich das Bauteil (Spindel oder Mutter) bei der Drehung bewegt.

Die Bevorzugung des Rechtsgewindes ist durch ergonomische Anforderungen zu erklären: Die überwiegende Mehrheit der Menschen sind Rechtshänder, die beim Drehen im Uhrzeigersinn ein größeres Drehmoment aufbringen können als gegen den Uhrzeigersinn. Durch die Reibungsverhältnisse am Keil beziehungsweise der schiefen Ebene ist das Anziehen eines Gewindes mit einem größeren Drehmoment verbunden als das Lösen des Gewindes. Das Rechtsgewinde kommt daher diesen beiden Umständen entgegen.

Werkzeuge für Innen und Außengewinde und deren Aufbau:

Innengewinde:

Metrische Innengewinde werden von Hand mit Satzgewindebohrern gebohrt. Dieser Gewindebohrer-Satz besteht aus drei Gewindebohrern (Vorschneider, Mittelschneider und Fertig schneider). Zu drehen der Gewindebohrer wird ein Windeisen verwendet.

Vorschneider:

• langen schlanken Anschnitt
• schnittlänge beträgt 5 Gewindegänge
• Schneiden sind kurz
• dient nur zum vorschneiden
• hat einen Ring am Schaft gekennzeichnet

Mittelschneider:

• anschnittlänge beträgt 3,5 Gewindegänge
• soll das vorgeschnittene Gewindeprofil vertiefen
• sind entsprechend ausgebildet
• mit zwei Ringen am Schaft gekennzeichnet

Fertigschneider:   

• wird das Gewindeprofil fertig geschnitten
• anschnittlänge beträgt 2 Gewindegänge
• hat kein Ring am Schaft

Das Spanen erfolgt im Bereich des Anschnitts, während der hintere Teil des Schneidteils der Führung und der Vorschubbewegung sowie zum Glätten der Gewindeflanken dient. (Freiwinkel a ist nur angeschliffen, der Keilwinkel ß und der Spanwinkel y sind im gesamten Schneidteil vorhanden)

Außengewinde:

Außengewinde werden von Hand mit genormten Schneideisen gefertigt. (offene und geschlossene Schneideisen)

·         offener Schneideisen hat einen Schlitz (dieser durchbricht den Ring vom Schneideisen)

Schneideisen:
·         Anschnitt auf beiden Seiten, dadurch von beiden Seiten verwendbar
·         Anschnitt ergibt sich durch genormte 60° Senkung
·         Anschnittlänge beträgt ungefähr anderhalb Gewindegänge
·         sind bei einwandfreien zustand scharf und symmetrisch zur Achse geschliffen
·         guter Spanabfluss ist mit entscheidend für glatte Gewindeflanken (kleine Drehkräfte beim Schneiden)
·         Spanabfluss dienen die Spanlöcher
·         Spanlöcher Anzahl ergibt sich aus den Scheiden
·         Mehr Schneiden bewirken kleiner Spandicke (Schneideisen bleibt länger scharf)
·         Bis zu 6mm haben Schneideisen 3 Spanlöcher
·         größere Schneideisen haben 5 Spanlöcher

Schneideisenhalter:
·         Dient zur Aufnahme des Schneideisens
·         alle Flächen sollten Sauber sein (damit es gut anliegt)
·         Spreizschraube muss in den Schlitz ragen
·         Befestigungsschrauben müssen in die entsprechenden Haltebohrung und angezogen sein
·         Durch Spreizschraube und Befestigungsschrauben lässt sich der Gewindedurchmesser bei offenen in engen Grenzen einstellen
·         Geschlossene Schneideisen unbeeinflussbar

Herstellen von Innen-und Außengewinden:

Innengewinde:

Beim Bohren des Gewindes wird der Werkstoff durch den Gewindebohrer geschnitten und dabei werden die Profilspitzen verdrängt. Dabei staucht er unterschiedlich auf, darum muss der Kernloch für das Innengewinde größer gebohrt werden, als der Kerndurchmessers des Gewindes.

·         Kernlochbohrer für Gewindegrößen sind in DIN 336 genormt (siehe Tabelle)

·         Faustregel bis größe M10 = Kernlochdurchmesser = 0,8 x Gewindenenndurchmesser + 0,2 bis 0,5 mm Zugabe

·         vor dem Gewindebohren sollte man, damit dieser auch eine bessere Führung hat beidseitig ansenken ( Kegelwinkel 120°) und sollte so groß sein wie der Gewindedurchmesser

Innengewindebohren von Hand:

Inngengewindebohren folgt meistens mit Satzgewindebohrern und erfolgt in drei Schneidvorgängen.

Das Vorschneiden des Gewindes ist dabei am wichtigsten.
1.       den Vorschneider fest einspannen in den Windeisen
2.       mit gleichmäßigen Druck in das Loch drehen bis es anschneidet (im Uhrzeigersinn drehen)
3.       wenn der Vorschneider genügend Halt hat im Kernloch, dann auf Rechtwinkligkeit zum Werkstück
prüfen (gegebenfalls  beim Weiterdrehen verbessern, gelegentlich mit Schneidöl einsetzen)
4.       nach einer halben Umdrehung ist der Span jeweils durch Zurückzudrehen zu brechen
5.       nach dem beendigen des 1. Ganges mit dem Vorschneider diesen wieder rausdrehen
6.       den Mittelschneider einsetzten in den Windeisen einspannen und in die Bohrung drehen, wo man zuvor mit dem Vorschneider gebohrt hatte, dabei auch nach jeder Umdrehung einmal Zurückdrehen um den Span zu brechen
7.       Schritt 5 & 6 mit dem Fertigschneider wiederholen

Außengewinde:

Damit das Gewinde maßhaltig und sauber ist, muss der Bolzen je nach Werkstoff bis zu 0,2mm kleiner als der Gewindedurchmesser sein. Da das Schneideisen beim Schneides das Werkstoff etwas drückt. Damit das Schneideisen gut greifen kann, wird der Bolzen durch das Feilen mit einer Kegelkuppe oder mit einer Linsenkuppe versehen.

Gewindeschneiden von Hand:
1.       Schneideisen, was im Schneideisenhalter befestigt ist, rechtwinklig zur Werkstückachse aufgesetzt
2.       gleichmäßiges Drehen im Uhrzeigersinn beim Anschneiden
3.       nach den ersten Gewindegängen (voll ausgeschnitten) den Druck verringern (Gewindegänge nehmen nun die Führung des Schneideisens)
4.       nach jeweils einer ganzen Umdrehung des Schneideisens, eine halbe Umdrehung im entgegen dem Uhrzeigersinns drehen (Span brechen)
5.       Schneidöl immer wieder benutzen (verbessert die Oberflächengüte und die Sauberkeit der Gewindeflanken

Zeichnerische Darstellung:

  

Innengewindebohren in Grundlöcher

Dadurch, dass das Gewindeschneiden mit der Hand grundsätzlich sehr zeitaufwendig ist. Bohrt man meistens das Innengewinde mit der Maschine. Zudem wird dadurch eine hohe Oberflächengüte gewährleistet

Das Gewindebohren auf Maschine erfolgt mit Starr eingespannten Gewindebohrern.

Dazu benötigt man einen Gewindescheidapparat oder eine Längenausgleichsfutter.

Durch ein Wendegetriebe wird die Drehrichtung des Gewindebohrers zum Rücklauf geändert.

Der Gewindebohrer zieht sich selbst in die Kernlochbohrung

Schraubensicherung

Durch kontrolliertes wir in der Schraube eine Vorspannkraft F_V erzeugt, dadurch werden bei langen Schrauben ohne zusätzliche Elemente gesichert

Setzsicherung: gleichen Kriech- und Setzbeträge aus und verhindern so, dass Vorspannkräfte unzulässig abnehmen.
·         Spannscheiben
·         Tellerfedern
·         Federringe
·         Zahnscheiben
·         Fächerscheiben

Losdrehsicherung:

Losdrehsicherungen verhindern ein Losdrehen der Schraubverbindungen

Man verwendet:
·  Sperrzahnschrauben (besitzen Verriegelungszähne, drücken sich ins Werkstück)
·   Sperrzahnmuttern
·   Klebstoffe

Quellen:

http://de.wikipedia.org/wiki/Gewinde

http://www.info-uhren.de/technik/Fertigungstechnik/Gewindeschneiden.pdf

Fachkundebuch Metall

Tabellenbuch Metall

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gewindeschneider_01_KMJ.jpg