Achten Sie auf den richtigen Spanwinkel am Gewindebohrer
Das Gewindeschneiden hat ja leider den Ruf, nicht ganz unkompliziert zu sein. Perfekte Ergebnisse sind angeblich schwer zu erreichen und nur zu gerne bricht der Gewindebohrer auch mal ab. Kommt Ihnen das bekannt vor? Dann wird es vielleicht Zeit, sich mit der Geometrie eines Gewindebohrers einmal näher vertraut zu machen. Die meisten Probleme lassen sich nämlich leicht vermeiden, wenn Sie wissen, wodurch sie entstehen.
Den Anfang macht heute der Spanwinkel am Gewindebohrer, der manchmal auch Schnittwinkel genannt wird. Der Spanwinkel ist einer der wichtigsten Winkel beim Gewindeschneiden und wie der Name schon verrät hat er vor allem einen Einfluss auf die Spanbildung. Und die ist schließlich einer der ausschlaggebenden Faktoren, ob bei Gewindeschneiden alles klappt, wie es soll. Wie der richtige Spanwinkel Spanproblemen vorbeugen kann und wie Sie Ihr Wissen über den Spanwinkel für bessere Arbeitsergebnisse nutzen können, das verraten wir Ihnen in diesem Beitrag.
Was ist der Spanwinkel überhaupt?
Bevor wir uns damit befassen können, welche Konsequenzen die Wahl des Spanwinkels auf das Gewindeschneiden hat, müssen wir uns zuerst ein paar Grundlagen ansehen. Es wird kurz technisch, aber bleiben Sie dran – je besser Sie Bescheid wissen, desto leichter fällt Ihnen später die Arbeit!
Hier sitzt der Spanwinkel am Gewindebohrer
Die erste zu klärende Frage ist natürlich, wo der Spanwinkel sich eigentlich befindet. Beim Spanwinkel handelt es sich um den Winkel zwischen der Spanfläche und der sogenannten Werkzeug-Bezugsebene; das ist bei Gewindebohrern die Ebene, die durch die Drehachse und den Schneidenpunkt geht, den wir betrachten wollen.
Und jetzt nochmal in anschaulich. Stellen wir uns also unseren Gewindebohrer in der Draufsicht vor, am besten irgendwo auf halber Gewindelänge. Jetzt finden wir genau die Mitte und ziehen eine gerade Linie von dort bis zur äußersten Spitze einer der Schneiden. Der Winkel zwischen dieser gedachten Linie und der Spanfläche ist der Spanwinkel.
Der Spanwinkel ist für den Spanabfluss von großer Bedeutung
Der Spanwinkel am Gewindebohrer bestimmt, wie der Span sich bildet, wie er aussieht und auch, wie gut er sich abtransportieren lässt. Ausschlaggebend dafür ist die Größe des Spanwinkels. Der Spanwinkel kann positiv oder negativ sein oder auch bei 0 liegen, beim Gewindeschneiden liegt er jedoch meist im positiven Bereich. Einfach gesagt bestimmt der Spanwinkel, wie stumpf oder spitz eine Schneide ist – mit allen daraus folgenden Konsequenzen.
Der Spanwinkel beeinflusst direkt die Schneidleistung des Gewindebohrers
Der Spanwinkel taucht auch in einigen Formeln auf, mit denen sich zentrale Kräfte beim Gewindeschneiden berechnen lassen. Allen voran die Zerspankraft. Das ist die Kraft, die für die Verformung und Abtrennung der Späne und für die Reibungsüberwindung benötigt wird. Damit steht sie in direktem Zusammenhang mit der Größe des Spanwinkels. Je größer der Spanwinkel, desto geringer ist die Zerspankraft. Gleiches gilt für die Schnittkraft bzw. das Schnittmoment. Der Spanwinkel wirkt sich so auch auf die Schneidleistung des Gewindebohrers aus.
Welche Auswirkungen auf das Gewindeschneiden hat der Spanwinkel?
Sehen wir uns also an, was genau der Spanwinkel beim Gewindeschneiden verursacht. Denn sowohl ein kleiner als auch ein großer Spanwinkel haben Vor- und Nachteile, die immer genau gegeneinander abgewogen werden müssen. Der perfekte Spanwinkel existiert nicht, sondern immer nur der bestmögliche Kompromiss für einen konkreten Schneidfall.
Große Spanwinkel sorgen für eine durchgängige Spanbildung und reduzieren die Schnittkraft. Die Schneidspitze wird schärfer, dafür aber auch anfälliger für Beschädigungen. Ein kleinerer Spanwinkel erhöht die Schnittkraft und erzeugt auch mehr Reibung, was zu einer abnehmenden Oberflächenqualität am Bauteil führen kann und außerdem den Verschleiß erhöht. Dafür sind Schneidkanten mit kleinem Spanwinkel stabiler und erzeugen weniger lange Späne, was je nach Einsatzzweck ein gewünschter Effekt ist.
Diesen Spanwinkel sollte Ihr Gewindebohrer haben
Natürlich wollen Sie jetzt wissen, welchen Spanwinkel Ihr Gewindebohrer haben sollte. Das hängt in erster Linie mit dem Material zusammen, mit dem Sie arbeiten möchten. Generell gilt die Regel: je schwerer zerspanbar ein Werkstoff ist, desto kleiner fällt der Spanwinkel aus. Umgekehrt gilt, bei weichen Werkstoffen darf der Spanwinkel deutlich größer sein. Für sprödes Messing eignet sich zum Beispiel ein Spanwinkel von unter 6°, das weiche Aluminium hingegen kann mit Spanwinkeln von über 18° bearbeitet werden. Um hier mehr Übersicht zu schaffen, werden Werkstoffe mit ähnlichen Eigenschaften in farblich markierten Gruppen zusammengefasst. Die genauen Spanwinkel variieren je nach vorgesehener Anwendung und auch herstellerabhängig dann noch einmal leicht.
Die gute Nachricht für Sie ist, dass sich renommierte Hersteller wie BAER für Sie den Kopf über den Spanwinkel zerbrechen. Deshalb gibt es auch so viele verschiedene Gewindebohrer! Achten Sie beim Kauf darauf, dass Ihr Gewindebohrer für das Material geeignet ist, mit dem Sie arbeiten wollen – dann stimmt in der Regel auch der Spanwinkel. Und falls das aus irgendeinem Grund einmal nicht der Fall sein sollte, dann lassen sich Spanwinkel auch im Nachhinein durch Nachschleifen korrigieren.
Achtung, Verwechslungsgefahr: Spanwinkel, Seitenspanwinkel oder ein ganz anderer Winkel?
Leider ist der Spanwinkel nicht der einzige wichtige Winkel am Gewindebohrer. Da gibt es z.B. noch den Seitenspanwinkel. Aufgrund der Namensähnlichkeit kommt es hier leicht zu Verwechslungen. Der Seitenspanwinkel wird deshalb auch oft als Drallwinkel bezeichnet, denn er wird vom Drall spiralförmiger Nuten gebildet.
Enger zum Spanwinkel gehören Keilwinkel und Freiwinkel. Zusammen ergeben diese drei Winkel immer 90°. Der Freiwinkel ist dabei gewissermaßen das Gegenstück zum Spanwinkel auf der anderen Seite der Schneide, die wiederum durch den Keilwinkel definiert wird.
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