Das Gewindeschneiden wird im Vergleich zum Gewindeformen und -walzen verwendet, wenn eine volle Gewindetiefe erforderlich ist, wenn die Menge gering ist, wenn der Rohling nicht sehr genau ist, wenn ein Gewinde bis zu einer Schulter erforderlich ist, wenn ein sich verjüngendes Gewinde eingefädelt wird oder wenn das Material spröde ist.
Gewindebohrer und diesEdit
Eine gängige Methode zum Gewindeschneiden ist das Schneiden mit Gewindebohrern und Matrizen. Im Gegensatz zu Bohrern entfernen Handgewindebohrer die von ihnen erzeugten Späne nicht automatisch. Ein Handhahn kann seine Gewinde nicht in einer einzigen Umdrehung schneiden, da er lange Späne erzeugt, die den Hahn schnell blockieren (ein Effekt, der als „Gedränge“ bezeichnet wird) und ihn möglicherweise brechen. Daher, in manuelle gewinde schneiden, normalen schlüssel nutzung ist zu schneiden die themen 1/2 zu 2/3 von eine umdrehung (180 zu 240 grad rotation), dann reverse die tap für über 1/6 von eine umdrehung (60 grad), bis die chips sind gebrochen durch die zurück kanten der schneider. Es kann erforderlich sein, den Wasserhahn regelmäßig aus dem Loch zu entfernen, um die Späne zu entfernen, insbesondere wenn ein Sackloch mit Gewinde versehen ist.
Für kontinuierliche Gewindeschneidvorgänge (z., power tippen) specialized spirale punkt oder „gun“ wasserhähne sind verwendet zu stoßen die chips und verhindern crowding.
Single-Point threadingEdit
Single-Point Threading, umgangssprachlich auch Single-Pointing genannt (oder nur Gewindeschneiden, wenn der Kontext implizit ist), ist eine Operation, die ein Single-Point-Werkzeug verwendet, um eine Gewindeform auf einem Zylinder oder Kegel zu erzeugen. Das Werkzeug bewegt sich linear, während die genaue Drehung des Werkstücks die Führung des Gewindes bestimmt. Der Prozess kann durchgeführt werden, um externe oder interne Gewinde (männlich oder weiblich) zu erstellen. Beim Außengewindeschneiden kann das Stück entweder in einem Futter gehalten oder zwischen zwei Zentren montiert werden. Beim Innengewindeschneiden wird das Stück in einem Spannfutter gehalten. Das Werkzeug bewegt sich linear über das Stück und nimmt bei jedem Durchgang Späne vom Werkstück. Normalerweise erzeugen 5 bis 7 leichte Schnitte die richtige Tiefe des Gewindes.
Die Koordination verschiedener Maschinenelemente wie Vorschubspindel, Schieberauflage und Wechselgetriebe war der technologische Fortschritt, der die Erfindung der Schraubendrehmaschine ermöglichte, die den Ursprung des Einpunktgewindes, wie wir es heute kennen, darstellte.
Heute sind Motordrehmaschinen und CNC-Drehmaschinen die am häufigsten verwendeten Maschinen für das Einpunkt-Gewindeschneiden. Bei CNC-Maschinen ist der Prozess schnell und einfach (im Vergleich zur manuellen Steuerung), da die Maschine die Beziehung zwischen Werkzeugposition und Spindelposition ständig verfolgen kann (als „Spindelsynchronisation“ bezeichnet). CNC-Software enthält „vorprogrammierte Zyklen“, dh vorprogrammierte Unterprogramme, die die manuelle Programmierung eines Einzelpunkt-Gewindezyklus überflüssig machen. Parameter werden eingegeben (z. B. Gewindegröße, Werkzeugversatz, Gewindelänge), und die Maschine erledigt den Rest.
Das gesamte Gewindeschneiden könnte mit einem Einpunktwerkzeug durchgeführt werden, aber aufgrund der hohen Geschwindigkeit und damit der geringen Stückkosten anderer Verfahren (z. B. Gewindeschneiden, Gewindeschneiden und Gewinderollen und -umformen) wird das Einpunktgewinde normalerweise nur verwendet, wenn andere Faktoren des Herstellungsprozesses dies begünstigen (z. B. wenn nur wenige Gewinde hergestellt werden müssen, wenn ein ungewöhnliches oder einzigartiges Gewinde erforderlich ist oder wenn eine sehr hohe Konzentrizität mit anderen Teilmerkmalen erforderlich ist, die während derselben Einrichtung bearbeitet werden.)
Gewindefräsenbearbeiten
Gewinde können mit einem rotierenden Fräser gefräst werden, wenn der richtige schraubenförmige Werkzeugweg angeordnet werden kann. Dies war früher mechanisch angeordnet, und es war für die Massenproduktion geeignet, obwohl es in der Werkstatt ungewöhnlich war. Mit der weit verbreiteten Verbreitung erschwinglicher, schneller und präziser CNC-Maschinen wurde dies immer üblicher, und heute werden Innen- und Außengewinde häufig sogar bei Arbeiten gefräst, bei denen sie früher mit Gewindebohrern, Matrizenköpfen oder Einzelspitzen geschnitten worden wären. Einige Vorteile des Gewindefräsens im Vergleich zum Einpunktschneiden oder Gewindebohrern sind schnellere Zykluszeiten, weniger Werkzeugbruch und die Möglichkeit, mit demselben Werkzeug ein Links- oder Rechtsgewinde zu erzeugen. Darüber hinaus ist es bei großen, umständlichen Werkstücken (wie einem Hydrantenguss) einfach einfacher, das Werkstück stationär auf einem Tisch zu lassen, während alle erforderlichen Bearbeitungsvorgänge mit rotierenden Werkzeugen ausgeführt werden, anstatt es für die Rotation um die Achse jedes Gewindesatzes (dh für die „Arme“ und „Mündung“ des Hydranten) aufzustellen.
Es gibt verschiedene Arten des Gewindefräsens, darunter mehrere Varianten des Umformfräsens und eine Kombination aus Bohren und Gewindeschneiden mit einem Fräser, genannt Fräsen.
Beim Formfräsen wird entweder ein Ein- oder Mehrfachfräser verwendet. Bei einer Variante des Umformfräsens wird der Einformschneider auf den Schrägwinkel des Gewindes gekippt und anschließend radial in den Rohling eingeführt. Der Rohling wird dann langsam gedreht, während der Fräser genau entlang der Achse des Rohlings bewegt wird, wodurch der Faden in den Rohling geschnitten wird. Dies kann in einem Durchgang erfolgen, wenn das Messer bis zur vollen Fadentiefe zugeführt wird, oder in zwei Durchgängen, wobei der erste nicht bis zur vollen Fadentiefe geführt wird. Dieses Verfahren wird hauptsächlich für Gewinde verwendet, die größer als 38 mm (1,5 Zoll) sind. Es wird häufig verwendet, um große oder mehrere Bleifäden zu schneiden. Eine ähnliche Variante unter Verwendung eines Mehrfachformschneiders existiert, bei dem der Prozess den Faden in einer Umdrehung um den Rohling vervollständigt. Der Fräser muss länger als die gewünschte Fadenlänge sein. Die Verwendung eines Mehrfachformschneiders ist schneller als die Verwendung eines Einformschneiders, ist jedoch auf Gewinde mit einem Schrägungswinkel von weniger als 3 ° beschränkt. Es ist auch auf Rohlinge mit einem erheblichen Durchmesser und nicht länger als 2 in (51 mm) beschränkt.
Eine weitere Variante des Formfräsens besteht darin, die Achse des Fräsers orthogonal zu halten (kein Verkanten zum Gewindewinkel des Fadens) und den Fräser in einem Werkzeugweg zuzuführen, der das Gewinde erzeugt. Das Teil ist normalerweise ein stationäres Werkstück, wie ein Chef auf einem Ventilkörper (im Außengewindefräsen) oder ein Loch in einer Platte oder einem Block (im Innengewindefräsen). Diese Art des Gewindefräsens verwendet im Wesentlichen das gleiche Konzept wie das Konturieren mit einem Schaftfräser oder einer Kugelfräse, jedoch sind Fräser und Werkzeugweg speziell angeordnet, um die „Kontur“ eines Gewindes zu definieren. Der Werkzeugweg wird entweder durch helikale Interpolation (dh kreisförmige Interpolation in einer Ebene mit gleichzeitiger linearer Interpolation entlang einer dritten Achse; das CNC-Steuerungsmodell muss die Verwendung der dritten Achse unterstützen) oder durch eine Simulation mit extrem kleinen Schritten der linearen 3-Achsen-Interpolation (die nicht manuell programmiert werden kann, aber mit CAD / CAM-Software einfach programmiert werden kann). Die Fräsergeometrie spiegelt die Gewindesteigung wider, nicht jedoch deren Vorlauf; der Vorlauf (Gewindeschrägungswinkel) wird durch den Werkzeugweg bestimmt. Konische Gewinde können entweder mit einem konischen Mehrformschneider geschnitten werden, der das Gewinde in einer Umdrehung unter Verwendung einer Helikalinterpolation vervollständigt, oder mit einem geraden oder konischen Fräser (mit einer oder mehreren Formen), dessen Werkzeugweg eine oder mehrere Umdrehungen beträgt, aber keine Helikalinterpolation verwenden kann und muss CAD / CAM-Software verwenden, um eine konturähnliche Simulation der Helikalinterpolation zu erzeugen.
Die zum Gewindefräsen verwendeten Werkzeuge können massiv oder wendeschneidbar sein. Bei Innengewinden sind Vollfräser in der Regel auf Bohrungen größer als 6 mm beschränkt (0.24 in), und wende interne gewinde schneiden werkzeuge sind begrenzte zu löcher größer als 12mm (0,47 in). Der Vorteil besteht darin, dass der Einsatz bei Verschleiß leichter und kostengünstiger ausgetauscht werden kann. Nachteilig ist, dass die Zykluszeit im Allgemeinen länger ist als bei massiven Werkzeugen. Beachten Sie, dass massive Gewindeschneidwerkzeuge mit mehreren Formen ähnlich wie Gewindebohrer aussehen, sich jedoch dadurch unterscheiden, dass das Schneidwerkzeug keinen Backtaper hat und keine Einlauffase vorhanden ist. Dieses Fehlen einer Einlauffase ermöglicht es, die Gewinde innerhalb einer Teilungslänge des Bodens eines Sacklochs auszubilden.
ThrillingEdit
Thrilling ist der Prozess des Gewindeschneidens und Bohrens (in umgekehrter Reihenfolge) von Innengewinden mit einem speziellen Schneidwerkzeug auf einer CNC-Mühle. Die Schneidwerkzeugspitze ist wie ein Bohrer oder ein Schaftfräser geformt, während der Körper eine gewindeförmige Form mit einer Senkfräserform in der Nähe des Schafts aufweist. Der Fräser taucht zuerst ein, um das Loch zu bohren. Dann wird der Faden kreisförmig interpoliert, genau wie der oben beschriebene Mehrfachschneider. Dieses werkzeug bohrer, fasen, und themen ein loch alle in einem kompakten zyklus. Der Vorteil ist, dass bei diesem Verfahren Werkzeug, Werkzeughalter und Werkzeugwechsel entfallen. Der Nachteil besteht darin, dass der Prozess auf eine Lochtiefe beschränkt ist, die nicht größer als das Dreifache des Durchmessers des Werkzeugs ist.
Helical broaching (Punch Tap)Edit
In den 2010er Jahren wurde eine Methode des Helical Broaching entwickelt, die den Werkzeugweg des Gewindeschneidens verkürzt. Für einen zufälligen Beobachter (ohne Zeitlupe) sieht es dem traditionellen Klopfen ziemlich ähnlich, aber mit schnellerer Bewegung in und aus dem Loch. Es verwendet eine bestimmte Werkzeuggeometrie und einen bestimmten Werkzeugweg, um schnell zu positionieren, das Gewinde in einer einzigen halben Umdrehung zu räumen und dann schnell zurückzuziehen, wodurch die Zykluszeit verkürzt und weniger Energie verbraucht wird. Es reduziert die Kosten für das Einfädeln für alle Löcher, die die zwei kleinen Fast-Helix-Nuten, die es zusammen mit dem Gewinde hinterlässt, sicher zulassen können, was in vielen Anwendungen der Fall sein könnte.
Gewindeschleifenbearbeiten
Das Gewindeschleifen erfolgt auf einer Schleifmaschine mit speziell abgerichteten Schleifscheiben, die der Form der Gewinde entsprechen. Der Prozess wird normalerweise verwendet, um genaue Faden oder Faden in den harten Materialien zu produzieren; eine allgemeine Anwendung ist Kugelumlaufspindelmechanismen. Es gibt drei Arten: Zentrumsschleifen mit axialem Vorschub, Zentrumseinlaufgewindeschleifen und spitzenloses Gewindeschleifen. Das Zentrierschleifen mit axialem Vorschub ist das häufigste der drei. Es ähnelt dem Schneiden eines Gewindes auf einer Drehmaschine mit einem Einpunktschneidwerkzeug, außer dass das Schneidwerkzeug durch eine Schleifscheibe ersetzt wird. Normalerweise wird ein einzelnes Rippenrad verwendet, obwohl auch mehrere Rippenräder verfügbar sind. Um den Thread abzuschließen, sind häufig mehrere Durchgänge erforderlich. Verwenden Sie eine Schleifscheibe mit mehreren Rippen, die länger als die Länge des gewünschten Gewindes ist. Zunächst wird die Schleifscheibe bis zur vollen Gewindetiefe in den Rohling eingeführt. Dann wird der Rohling langsam um etwa 1,5 Umdrehungen gedreht, während er sich axial um eine Steigung pro Umdrehung bewegt. Schließlich wird das spitzenlose Gewindeschleifverfahren verwendet, um kopflose Gewindestifte in einem ähnlichen Verfahren wie das spitzenlose Schleifen herzustellen. Die Rohlinge werden den Schleifscheiben trichterförmig zugeführt, wo das Gewinde vollständig geformt ist. Gemeinsame spitzenlose Gewinde Schleifen Produktionsraten sind 60 bis 70 Stück pro Minute für eine 0,5 in (13 mm) lange Stellschraube.
Gewindeläppungbearbeiten
Selten folgt auf das Gewindeschneiden oder -schleifen (in der Regel letzteres) das Gewindeläppen, um die höchste erreichbare Präzision und Oberflächengüte zu erreichen. Dies ist eine Praxis im Werkzeugbau, wenn höchste Präzision erforderlich ist, die mit Ausnahme der Gewindespindeln oder Kugelumlaufspindeln von High-End-Werkzeugmaschinen selten eingesetzt wird.
Gewindeschneiden mit EDMEdit
Innengewinde können mit einer Senkerodiermaschine in harte Materialien erodiert werden.