Gewindefräsen: Vorgehen und Besonderheiten
Es ist kein Geheimnis, dass Gewindeschneiden nicht die einzige Möglichkeit zur Gewindeherstellung ist. Gewinde können auch gedreht, gewirbelt, geformt, gewalzt, gerollt oder sogar erodiert werden. Unsere Leidenschaft gilt natürlich dem Gewindebohrer, aber ein Blick über den Tellerrand ist immer eine gute Idee. Deshalb nähern wir uns einer Methode an, die oben in der Aufzählung noch nicht zur Sprache kam: dem Gewindefräsen.
Vieles am Gewindefräsen wird Ihnen bekannt vorkommen, wenn Sie bereits mit einem Gewindebohrer gearbeitet haben. Bei beiden Vorgängen handelt es sich um spanende Verfahren und auch die verwendeten Werkzeuge haben gewisse Ähnlichkeiten. Dennoch funktioniert das Gewindefräsen von Grund auf nach anderen Prinzipien. Sehen wir uns einmal an, welche Besonderheiten diese Möglichkeit der Gewindeherstellung zu bieten hat und wie genau das Ganze eigentlich funktioniert.
Besonderheiten beim Gewindefräsen
Beim Gewindefräsen spielen einige Faktoren eine Rolle, durch die sich diese Methode von anderen Möglichkeiten der Gewindeherstellung unterscheidet. Einige der wichtigsten Punkte haben wir für Sie zusammengetragen.
Aufbau eines Gewindefräsers
Auf den ersten Blick könnten Sie den klassischen Gewindefräser vielleicht mit einem Gewindebohrer verwechseln. Auch er besteht aus einem Schaft und einem Kopf mit Nuten. Doch beim genaueren Hinsehen erkennen Sie dann, dass sich am Frästeil kein Gewinde befindet. Stattdessen verfügt der Gewindefräser über Profilrillen im Abstand der Steigung.
Gewindefräsen funktioniert nur mit 3-Achsen-CNC-Steuerung
Um mit den Profilrillen des Gewindefräsers ein Gewinde herzustellen, muss die Maschine mit anpacken. Diese bewegt den Gewindefräser in einer schraubenförmigen Bewegung im Bohrloch und fräst dabei das Gewinde aus dem Material. Daraus ergibt sich, dass der Durchmesser des fertigen Gewindes größer ist als das Werkzeug selbst. Bei diesem Vorgang kommt es auf höchste Präzision an. Die Bewegung muss exakt der Steigung entsprechen, um ein sauberes Gewinde zu fräsen. Möglich ist das nur mit einer CNC-Maschine mit 3D-Bahnsteuerung.
Gewindefräsen ist flexibel
Durch seine Bauweise und das besondere Prinzip ist ein Gewindefräser weniger auf seinen Einsatzzweck festgelegt als beispielsweise ein Gewindebohrer. Dasselbe Werkzeug kann sowohl Links- als auch Rechtsgewinde, Sack- und Durchgangsloch sowie Außen- und Innengewinde schneiden. Je nach Typ ist es sogar möglich, verschiedene Steigungen und Gewindegrößen mit einem Werkzeug herzustellen. Beim Fräsen von Gewinden benötigen Sie also deutlich weniger verschiedene Werkzeuge.
Gewindefräsen erzeugt kommaförmige Späne
Ein großer Pluspunkt beim Gewindefräsen ist die Form der erzeugten Späne. Statt in langen Spiralen kommt diese nämlich in Form kleiner Stückchen daher, die keine der üblichen Spanprobleme verursachen und sich leicht entfernen lassen.
Gewindefräsen schafft große Durchmesser
Der Gewindefräser ist durch seine Bauweise und die Art der Anwendung beinahe unabhängig von der Größe des gewünschten Gewindedurchmessers. Dadurch lassen sich auch sehr große Durchmesser bearbeiten, für die beim Gewindeschneiden enorme Werkzeuge nötig wären.
Gewinde mittels Fräser herstellen – So geht’s
Das Vorgehen beim Fräsen von Gewinden richtet sich nach dem eingesetzten Werkzeugtyp. Hier haben Sie die Wahl zwischen mehreren Möglichkeiten, die Ihnen zum Teil mehrere Arbeitsschritte ersparen können. Der Einfachheit halber unterscheiden wir die Anwendungsfälle in Gewindefräsen mit und ohne Vorbohrung.
Gewindefräsen mit Kernloch
Einige Typen von Gewindefräsern benötigen eine Vorbohrung. Anders als beim Gewindeschneider gibt es hier keine festen Formeln für den Kernlochdurchmesser, da dieser variieren darf. Das fertige Kernloch wird angesenkt und der Gewindefräser taucht auf Gewindetiefe in das Loch ein. Zu Beginn des Gewindefräsens erfolgt eine 180° Einfahrschleife. Durch eine Helixbewegung wird das Gewinde schließlich gefräst und der Vorgang im Anschluss mit einer 180° Ausfahrschleife beendet. Anschließend fährt der Gewindefräser vollständig aus dem Gewinde aus.
Eine andere Variante mit Kernloch bietet der sogenannte Gewindesenkfräser mit Senkstufe. In diesem Fall müssen Sie die Vorbohrung nicht separat ansenken, sondern dieser Schritt erfolgt beim Fräsvorgang durch den Gewindefräser.
Bohrgewindefräsen
Ein weiterer Typ von Gewindefräser kommt sogar ganz ohne Vorbohrung aus. Solch ein Bohrgewindefräser verfügt neben der Senkstufe zusätzlich über eine Bohrspitze. Dadurch bohrt er bei der Anwendung sein eigenes Kernloch und senkt es an. Im Anschluss läuft das Gewindefräsen analog zum Werkzeugtyp ohne Bohrkopf ab.
Was ist beim Gewindefräsen zu beachten?
Präzision ist beim Gewindefräsen besonders wichtig. Schon bei der Vorbohrung – sofern denn eine erfolgt – ist eine hohe Positions- und Maßgenauigkeit erforderlich. Außerdem muss das Werkstück stabil, schwingungsfrei und möglichst nah an der zu fräsenden Stelle aufgespannt werden, um Vibrationen und damit Ungenauigkeiten zu vermeiden. Die verwendete Maschine muss außerdem eine hohe Rundlaufgenauigkeit aufweisen.
Schnittgeschwindigkeit und Vorschub können unabhängig voneinander gewählt werden. Bei der Vorschubgeschwindigkeit müssen Sie jedoch mit korrigierten Werten arbeiten, da sich durch die kreisförmige Bewegung an Schneide und Achse des Gewindefräsers unterschiedliche Vorschubgeschwindigkeiten ergeben. Ansonsten kann es passieren, dass die Maschinensteuerung eine zu hohe Geschwindigkeit annimmt und der Gewindefräser Gefahr läuft, abzubrechen.
Die Gewindetiefen, die mit einem Gewindefräser erreicht werden können, sind zudem begrenzt. Je nach Werkzeugtyp sind lediglich Tiefen etwa vom dreifachen Durchmesser möglich. Zudem kann es bei kleinem Gewindeprofilwinkel und grober Steigung zu Abweichungen beim Gewindeprofil kommen. Das gilt etwa bei Gewindenormen wie dem Trapez-, Sägen- oder Rundgewinde.
Eignet sich das Gewindefräsen für Sie als Methode zur Gewindeherstellung?
Keine Frage, unter den richtigen Voraussetzungen kann das Gewindefräsen mit vielen Vorzügen aufwarten. Sofern Sie jedoch nicht in der Serienproduktion arbeiten und eine umfangreich ausgestattete Werkstatt Ihr Eigen nennen, sollten Sie sich vielleicht nach einem simpleren Verfahren umsehen. Bei vielen Heimwerkern scheitert das Gewindefräsen schon an der Maschine. Schließlich hat nicht jeder eine CNC-Maschine in der Garage stehen. Außerdem ist die richtige Programmierung einer CNC-Maschine auch für Profis nicht immer trivial.
Wenn Sie also nur gelegentlich oder für ein ganz bestimmtes Projekt ein Gewinde schneiden möchten, dann sind Sie mit einem guten alten Gewindebohrer wohl besser bedient. Im umfangreichen Sortiment vom Gewindebohrer-Hersteller BAER werden Sie sicher fündig. Die kompetente Beratung durch unserer Kundenservice gibt es noch obendrauf!