Gewinden: Die häufigsten Fehler und wie Sie diese vermeiden

Die Herstellung des Gewindes fällt am Ende der Herstellungskette an, wenn Sie bereits viel Zeit, Energie und Geld in das Bauteil investiert haben. Sollte jetzt etwas schiefgehen, hat das teure Nacharbeit und im schlimmsten Fall sogar einen Bauteilverlust zur Folge. Wir zeigen Ihnen typische Probleme beim Gewindebohren, -fräsen und -formen und wie Sie diese schon im Vorfeld verhindern können.

Gewindebohren

Wirrspäne

Ein klassisches Problem stellen lange Wirrspäne dar, die sich beim Gewindebohren um den Werkzeugschaft wickeln. Ganz vermeiden lässt sich das leider nicht, aber wer die Ursachen kennt, kann gegensteuern. Eine mögliche Ursache ist eine zu geringe Schnittgeschwindigkeit. Indem Sie die Schnittgeschwindigkeit erhöhen, werden die Späne vom Werkzeug weggedrückt.

Auch eine zu flache Spiralisierung des Gewindebohrers kann problematisch für den Spänefluss sein. Hier empfiehlt es sich, auf Werkzeuge mit einer 45°- bis 50°-Spiralisierung zu setzen. Bei Stahlwerkstoffen besteht außerdem die Möglichkeit, Werkzeuge mit einer blanken Spannut bzw. blanken Korrektur einzusetzen. Dadurch erzeugen Sie kürzere Späne.

Gewinde ist zu klein

Das Gewinde fällt kleiner aus als beabsichtigt? Das kann mehrere Ursachen haben. Zum Beispiel kann ein starker Verschleiß des Werkzeugs dazu führen, dass der Gewindebohrer am Umfang abnimmt. In diesem Fall bleibt nur der Einsatz eines neuen Werkzeugs. Auch Schleppfehler an der Maschine können der Grund für zu kleine Gewinde sein, zum Beispiel wenn die Maschine aufgrund von starren Aufspannungen nicht exakt in der Steigung läuft. Dieses Problem lässt sich mit dem Einsatz eines Synchrongewindefutters beheben.

Gewinde ist zu groß

Bei zu hoher Schnittgeschwindigkeit kann es zu einer falschen Gewindegröße kommen. Außerdem kann Spänestau durch verklemmte Späne das Gewinde beschädigen und dadurch vergrößern. Prüfen Sie zusätzlich, ob ein Achsversatz zwischen Vorbohrung und Gewindewerkzeug vorliegt. In diesem Fall kann es sein, dass die Bohrungsposition nicht korrekt ist und die Flucht der Bohrung zum Gewindewerkzeug nicht passt. Dann hilft es, die Werkstückspannung anzupassen.

Werkzeugbruch

Der Hauptgrund für einen Werkzeugbruch beim Gewindebohren ist Spänestau. Werden die Späne nicht prozesssicher aus der Bohrung abtransportiert, verklemmen sie und spätestens beim Wechsel der Drehrichtung bricht das Werkzeug ab. Hier sollten Sie auf eine gute Spanabfuhr achten, indem Sie eine hohe Spiralisierung einsetzen oder die Schnittgeschwindigkeit anpassen.

Speziell bei Durchgangsgewinden ist darauf zu achten, dass das Werkzeug komplett durch das Gewinde fährt und der letzte Gang ganz ausgeschnitten ist, damit die Späne sicher nach unten abgeführt werden können. Erst dann wechseln Sie in den Linkslauf. Bei Sacklochgewinden ist dagegen wichtig, dass der Gewindebohrer nicht auf den Grund der Bohrung aufläuft, denn auch das kann zum Werkzeugbruch führen. Prüfen Sie deshalb die Kernlochtiefe oder bohren sie tiefer vor, falls erlaubt. Alternativ können Sie einen Gewindebohrer mit einem kürzeren Anschnitt einsetzen, um mehr Platz zwischen Bohrungsgrund und Gewindetiefe zu schaffen. Weitere Gründe für Werkzeugbruch können auch ein zu kleiner Durchmesser des Kernlochs sein oder die Wahl einer ungeeigneten Schneidgeometrie.

Gewindeformen

Gewinde ist nicht vollständig ausgeformt

Ist das Gewindeprofil nach dem Gewindeformen nicht vollständig ausgeformt, kann das daran liegen, dass die Vorbohrung zu groß ist. In diesem Fall sollten Sie für die nächste Kernbohrung einen passenden Vorbohrdurchmesser auswählen.

Gewinde ist überformt

Umgekehrt kann es vorkommen, dass das Gewinde überformt ist, wenn der Vorbohrdurchmesser zu klein gewählt wurde und der Gewindeformer deshalb zu viel Material verdrängen musste. Neben der Wahl des richtigen Vorbohrdurchmessers ist hier eine ausreichende Kühlschmierung entscheidend: Eine zu niedrige Ölkonzentration in der Emulsion führt zu Materialaufbau in der Bohrung und dadurch wird das Gewinde im Kerndurchmesser zu klein.

Gewindeoberfläche ist unsauber

Auch hier liegt die Ursache oft in einer unzureichenden Kühlschmierung und einer Materialanhaftung am Werkzeug. Achten Sie unbedingt auf eine ausreichende Ölkonzentration in der Emulsion.

Gewindefräsen

Gewinde wird nach unten konisch

Oft kommt es vor, dass das Gewinde nach unten hin enger wird oder als Ganzes zu eng ist. Konische Gewinde entstehen hauptsächlich beim Gewindefräsen im Gleichlauf. Deshalb lohnt es sich, die Programmierung anzupassen, sodass das Gewinde im Gegenlauf gefräst wird. Unsere kostenlose Programmierungshilfe „Gühro Thread Mill“ unterstützt Sie bei der Neuprogrammierung.

Auch eine zu große Radialbelastung kann die Ursache für ein konisches Gewinde sein. Diesen Radialdruck können Sie durch eine radiale Schnittaufteilung (2/3 zu 1/3) aufteilen und so die Belastung vom Werkzeug nehmen. Bei sehr tiefen Gewinden (2,5xD) hilft eine axiale Schnittaufteilung (50% zu 50%). Schnelle Abhilfe schafft außerdem ein HPC-Spannfutter, das sich perfekt zum Gewindefräsen eignet. Auch durch die Reduzierung des Vorschubs können Sie den radialen Druck senken.

Schneidkantenausbrüche

Auch hier kann ein zu hoher Vorschub die Ursache für das Ausbrechen der Schneidkanten sein. Durch die Reduzierung des Vorschubs pro Zahn lässt sich das Problem beheben. Häufig kommt es bei der Bearbeitung zu Kollisionen, zum Beispiel wenn das Werkzeug auf eine Störkante am Werkstück oder die Vorrichtung trifft. Aber auch eine schlechte Spanabfuhr beim Gewindefräsen kann Werkzeugbrüche hervorrufen. Eine innere Kühlmittelzufuhr ist deshalb zu empfehlen.

Schlechte Gewindeoberflächen

Schlechte Gewindeoberflächen sind besonders häufig, wenn das Gewindefräsen unter instabilen Verhältnissen erfolgt. Wieder macht die Werkzeugaufnahme den Unterschied: Das HPC-Spannfutter sorgt für ein sauberes Gewinde ohne Rattermarken. Ebenso kann geprüft werden, ob sich die Auskraglänge der Werkzeuge noch verringern lässt oder eine Verschmutzung in der Aufnahme oder am Schaft den Rundlauf stört. Auch durch eine instabile Werkstückspannung neigt das Bauteil zu Vibrationen, welche sich auf der Gewindeoberfläche wiederfinden.

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