Was ist ein Gewindebohrer?

Es ist ein Übergangsritus für jeden Lehrling zum Maschinisten, Mechaniker oder Ingenieur. Es ist ein Geräusch, das man nie vergisst: ein scharfes, widerliches tink Das hallt durch die tote Luft der Werkstatt, ein Geräusch, das Versagen, Frustration und eine lange, mühsame Reparatur ankündigt. Es ist das Geräusch eines kaputten Wasserhahns.

Mein erstes Mal war an einem Dienstagmorgen. Ich war 17, und mein Mentor, ein alter, grauhaariger Maschinist namens Frank, ließ mich eine einfache Vorrichtungsplatte herstellen. Der letzte Schritt bestand darin, sechs M8-Löcher in eine 1,25 cm dicke Stahlplatte zu bohren. Er hatte mir gezeigt, wie man den Gewindeschneider benutzt und die dunkle, schwefelhaltige Schneidflüssigkeit aufträgt, und mir geraten, es langsam angehen zu lassen. Ich hatte die Löcher perfekt auf die Größe auf der Tabelle. Ich steckte den Gewindebohrer in den Schraubenschlüssel, setzte ihn im ersten Loch an und begann zu drehen.

Es fühlte sich eng an, aber ich war stark. Ich dachte, das war nur das Werkzeug, das seinen Job machte. Ich legte etwas mehr Kraft hinein und versuchte, den Widerstand zu überwinden. Und dann … tinkDer Schraubenschlüssel drehte sich frei in meiner Hand. Ich blickte nach unten und sah, dass der Schaft des Gewindebohrers sauber abgeschert war und sein gehärteter Gewindekörper nun dauerhaft in meinem Werkstück steckte. Mir sank das Herz.

Frank kam herüber, nicht wütend, sondern mit einem Ausdruck müder Resignation. „Lass mich raten“, sagte er und spähte in das Loch. „Du hast versucht, es mit Gewalt zu öffnen.“ Er nahm den Gewindebohrer, den ich benutzt hatte. „Und du hast von Anfang an einen Grundgewindebohrer in einem Durchgangsloch verwendet. Du hast ihn an seinen eigenen Spänen verschluckt.“

Dann erklärte er mir etwas, was mir nie in den Sinn gekommen war. Ich dachte, ein Gewindebohrer sei einfach nur ein Gewindebohrer – ein Werkzeug für eine Aufgabe. Er erklärte mir, dass das Herstellen von etwas so Einfachem wie einem Gewindeloch ein Prozess ist, ein Dialog mit dem Metall. Und um diesen Dialog zu führen, muss man die richtige Sprache sprechen. Man muss wissen, mit welchem ​​Werkzeug man anfangen muss, mit welchem ​​man weitermachen muss und warum man am schnellsten mit Schweigen bestraft wird, wenn man es forciert. Dieser kaputte Gewindebohrer war die teuerste und wertvollste Lektion, die ich in diesem Jahr gelernt habe. Er lehrte mich, dass ein Gewindebohrer nicht nur ein Werkzeug ist; es ist ein System, und Respektlosigkeit gegenüber diesem System führt immer zum Scheitern.

Was ist ein Gewindebohrer und wozu dient er?

Im Grunde ist ein Gewindebohrer ein Schneidwerkzeug, das für eine bestimmte, kritische Aufgabe entwickelt wurde: das Erzeugen eines Innengewindes in einem Loch. Bevor Sie einen Gewindebohrer verwenden können, müssen Sie zunächst ein Loch einer ganz bestimmten Größe bohren, das sogenannte GewindebohrergrößeDieses Loch ist etwas größer als der Kerndurchmesser des Gewindes, aber kleiner als der Kerndurchmesser.

Der Gewindebohrer selbst sieht ähnlich aus wie eine Schraube, weist jedoch einige wesentliche Unterschiede auf. Er besteht aus extrem hartem Materials, typischerweise Schnellarbeitsstahl (HSS) oder, für hochproduktive Arbeiten, Vollhartmetall. Es hat eine Reihe von Schnittkanten, oder „Zähne“, die spiralförmig um den Körper angeordnet sind. Längs des Hahns verlaufen Rillen, die als FlötenDiese Flöten erfüllen zwei wichtige Zwecke:

1. Innovativ, auf dem neuesten Stand: Sie erzeugen die scharfen Kanten, die das Metall tatsächlich von den Wänden des Lochs abscheren.
2. Spanabfuhr: Sie bilden einen Kanal, durch den die kleinen Späne des Abfallmaterials (die sogenannten „Späne“) aus dem Loch entweichen können.

Wenn Sie den Gewindebohrer in das Loch drehen, schneiden diese Schneidkanten präzise Material ab und bilden die spiralförmige Nut des Gewindes. Im Gegensatz zu einer Holzschraube, die das Material aus dem Weg schiebt, ist ein Gewindebohrer Schnitte Das Material wird durchtrennt, wodurch ein sauberes, maßhaltiges Gewinde entsteht. Aus diesem Grund entstehen bei diesem Verfahren Späne, die entfernt werden müssen. Der Gewindebohrer ist im Wesentlichen eine sehr präzise, ​​sehr harte Schraube, die sich ihren eigenen Weg schneidet. Sein einziger Zweck besteht darin, aus einem glatten, einfachen Loch eine funktionale, belastbare Gewindeverbindung zu machen.

Warum können Sie nicht für jedes Loch nur einen Gewindebohrer verwenden?

Diese Frage stand im Mittelpunkt meines ersten kaputten Wasserhahns. Die Antwort liegt in zwei grundlegenden Herausforderungen des Gewindebohrprozesses: Ausrichtung und Spanabfuhr.

Erstens ist es schwierig, ein Gewinde perfekt gerade anzubohren. Der Gewindebohrer muss perfekt senkrecht zur Oberfläche in das Loch eindringen. Wenn er schief ansetzt, sind auch die Gewinde schief, und der Gewindebohrer klemmt und bricht wahrscheinlich.

Zweitens müssen die beim Schneiden entstehenden Späne irgendwo hin. Hier kommt die entscheidende Unterscheidung zwischen zwei Locharten ins Spiel:

• Durchgangsloch: Dabei handelt es sich um ein Loch, das durch das gesamte Material geht. Die Späne können leicht entweichen: Sie können durch den Boden des Lochs vor dem Gewindebohrer herausgedrückt werden.
• Sackloch: This is a Loch, das stoppt mitten im Material, wie eine Fassung in einem Metallblock. Die Späne können nirgendwo hin. Sie stauen sich am Boden der Bohrung und verstopfen die Nuten des Gewindebohrers. Werden diese Späne nicht entfernt, blockieren sie den Gewindebohrer so stark, dass er unter dem Drehmoment bricht. Das meinte Frank, als er sagte, ich hätte ihn „an seinen eigenen Spänen erstickt“.

Um diese Probleme zu lösen, insbesondere die gewaltige Herausforderung des Sacklochbohrens, wurde ein Gewindebohrersystem entwickelt. Man verwendet kein einzelnes Werkzeug, sondern ein Team von Spezialisten. Dieses Team besteht aus dem Standardsatz von drei Handgewindebohrern, die jeweils für einen bestimmten Teil des Prozesses ausgelegt sind und ihn dadurch sicherer, einfacher und präziser machen. Franks Lektion war, dass ich den Spezialist für die Grobarbeit eines Hilfsarbeiters geschickt hatte – ein Rezept für eine Katastrophe.

Frank schnappte sich einen sauberen Lappen und legte ihn auf die Werkbank. Er ging zu einer langen, schmalen Holzkiste – einem Gewindebohrer-Set – und holte drei Werkzeuge heraus, die für mein ungeübtes Auge identisch aussahen. Er legte sie nebeneinander auf den Lappen. „Das hier“, sagte er und zeigte auf das Trio, „hättest du benutzen sollen. Das ist nicht nur ein Werkzeug. Das ist ein Team. Stell sie dir wie drei Brüder vor: den Führer, den Arbeiter und den Vollender. Du hast den Vollender geschickt, um die Arbeit aller zu erledigen, und er hat sich den Rücken gebrochen.“

Er nahm den ersten Gewindebohrer in die Hand. „Der Einweiser geht zuerst. Er ist vorsichtig. Er achtet darauf, dass der Weg gerade und leicht zu begehen ist.“ Dann zeigte er auf den zweiten. „Der Arbeiter ist als Nächstes dran. Er übernimmt die meiste Arbeit und schneidet das Gewinde tief ein.“ Schließlich bohrte er den letzten Gewindebohrer, der genauso aussah wie der abgebrochene Schaft in meiner Hand. „Und der Finisher kommt erst ganz zum Schluss, um das letzte Stück unten zu säubern. Man muss die Reihenfolge der Arbeitsschritte einhalten.“

Dieser Moment veränderte mein Verständnis. Der Fehler lag nicht nur darin, das falsche Werkzeug zu benutzen; es lag daran, dass ich nicht verstanden hatte, dass ein Prozess einen Anfang, eine Mitte und ein Ende hat. Ich hatte versucht, direkt zum Ende zu springen. Als Frank mir die subtilen, aber entscheidenden Unterschiede zwischen diesen drei Gewinden erklärte, wurde mir klar, dass es bei der Bearbeitung nicht um rohe Gewalt geht, sondern um Strategie, und ich hatte gerade einen schrecklichen Eröffnungszug gespielt.

Welche 3 Arten von Handgewindebohrern gibt es und wofür werden sie verwendet?

Der Standardsatz an Handgewindebohrern ist ein System, das die Herausforderungen meistert, ein Gewinde gerade anzuschneiden und es in einer schwierigen Bohrung bis zur vollen Tiefe zu schneiden. Die „drei Brüder“, wie Frank sie nannte, sind der Vorschneider, der Fertigschneider und der Grundschneider. Ihr einziger physikalischer Unterschied ist die Länge der Fase an der Spitze – dem konischen Abschnitt mit den Schneidkanten. Diese scheinbar kleine geometrische Abweichung verändert die Funktion des Werkzeugs und seinen Einsatzzweck grundlegend.

Der Vorschneider: Die Anleitung

Der Vorschneider dient vor allem einem Zweck: dem einfachen und präzisen Anbohren von Gewinden. Er ist leicht an seiner sehr langen, konischen Fase zu erkennen, die sich an der Spitze typischerweise über 8 bis 10 Gewindegänge erstreckt. Diese lange, allmähliche Verjüngung dient als Führung und erleichtert das Anbohren des Gewindebohrers senkrecht zum Werkstück erheblich. Da die Schnittkraft auf eine große Anzahl von Zähnen verteilt wird, ist das zum Anbohren des Gewindebohrers erforderliche Drehmoment deutlich geringer als bei den anderen Typen.

• Funktion: Seine Aufgabe besteht darin, die ersten Gewindegänge perfekt gerade zu machen und so einen Weg für die anderen Gewindebohrer zu schaffen. Er ist der Pionier des Gewindebohrprozesses.
• Einschränkung: Aufgrund seiner langen Verjüngung kann es keine Gewinde mit vollem Durchmesser nahe dem Grund eines Sacklochs schneiden. Es erreicht den Boden lange bevor die letzten konischen Zähne ein vollständiges Gewinde bilden können. Es ist in erster Linie ein Anbohrwerkzeug.

Der Plug Tap: Das Arbeitstier

Der Fertigschneider ist der gebräuchlichste und vielseitigste der drei Gewinde. Er verfügt über eine mittellange Fase, die sich typischerweise über 3 bis 5 Gewindegänge erstreckt. Diese Konstruktion bietet einen guten Kompromiss zwischen dem einfachen Anbohren des Vorschneiders und der Vollgewindefähigkeit des Fertigschneiders. Die Konizität reicht aus, um relativ leicht in einer gut ausgerichteten Bohrung anzubohren, schneidet aber Vollgewinde deutlich näher am Boden als ein Vorschneider.

• Funktion: Bei vielen Durchgangsbohrungen ist ein Gewindebohrer das einzige benötigte Werkzeug. Er kann das Gewinde in einem Durchgang beginnen und fertigstellen. Bei Sacklöchern ist es der entscheidende zweite Schritt – der „Arbeiter“ –, der den Großteil des Materials entfernt, nachdem der Vorschneider den Weg festgelegt hat.
• Einschränkung: Obwohl es Gewinde nahe dem Boden eines Sacklochs schneiden kann, verfügt es dennoch über eine 3-5-Gewinde-Fase. Dies bedeutet, dass die letzten Gewindegänge ganz unten im Loch unvollständig bleiben.

Der Bottoming Tap: Der Finisher

Der Fertigschneider ist ein hochspezialisiertes Werkzeug und bereitet Anfängern die meisten Schwierigkeiten. Er hat eine fast nicht vorhandene Fase und erstreckt sich nur über ein bis zwei Gewindegänge. Sein Zweck ist einzigartig: das Schneiden von Gewinden mit vollem Durchmesser bis zum Grund eines Sacklochs. Er verfügt über eine sehr geringe Konizität zur Führung, was ein gerades Ansetzen von selbst extrem schwierig macht. Er ist so konzipiert, dass er dem sauberen, geraden Weg folgt, der bereits durch die Vor- und Fertigschneider geschaffen wurde.

• Funktion: Dies ist der letzte Schritt beim Gewindeschneiden eines Sacklochs. Nachdem der Fertigschneider so tief wie möglich eingedrungen ist, wird der Grundschneider verwendet, um das Gewinde die letzten paar Millimeter bis zum Boden des Lochs zu schneiden.
• Einschränkung: Es sollte fast nie zum Gewindeschneiden verwendet werden. Das enorme Drehmoment, das zum gleichzeitigen Eindrehen so vieler Zähne erforderlich ist, macht es unglaublich schwierig, es gerade zu halten, und es bricht extrem leicht. Wie Frank sagte: Es ist der Finisher, nicht der Starter.

Handgewindebohrer-Showdown: Konus vs. Stopfen vs. Boden

Wie schneidet man ein Sackloch richtig?

Nachdem er mir die Theorie erklärt hatte, reichte mir Frank einen neuen Aluminiumblock mit einem weiteren 10-mm-Sackloch. „Okay“, sagte er. „Zeig mir, dass du zugehört hast. Klopf da mal rein. Bis ganz nach unten.“ Diesmal folgte ich der Anleitung.

Es war eine völlig andere Erfahrung.

1. Die Einrichtung: Ich warf die Vorschneider in den Gewindebohrer mit T-Griff. Ich habe eine großzügige Menge dunkles Schneidöl auf den Gewindebohrer und in das Loch aufgetragen. Kühlschmiermittel ist unverzichtbar; es schmiert den Schnitt und hilft, Späne auszuspülen.
2. Schritt 1: Die Führung (Kegelgewindebohrer): Ich setzte die Spitze des Vorschneiders vorsichtig in das Loch ein. Um sicherzustellen, dass der Gewindebohrer perfekt senkrecht stand, legte ich ein kleines Winkelmaß auf die Werkbank. Ich übte leichten Druck nach unten aus und drehte den Schraubenschlüssel langsam im Uhrzeigersinn. Der Gewindebohrer bohrte sich fast sofort ein, und das geringe Drehmoment machte den Schneidvorgang deutlich spürbar. Ich drehte ihn etwa vier bis fünf volle Umdrehungen, gerade genug, um einen festen, geraden Weg zu erhalten. Dann drehte ich ihn vorsichtig ganz heraus, wobei eine kleine Spule Aluminiumspäne zurückblieb.
3. Schritt 2: Das Arbeitspferd (Steckdosenabgriff): Ich habe das Loch gereinigt und frische Flüssigkeit aufgetragen. Ich wechselte zum AblasshahnDa der Weg bereits begonnen war, ließ sich der Gewindebohrer problemlos einschrauben. Ich drehte den Schraubenschlüssel und spürte, wie die Zähne ineinandergriffen und schnitten. Diesmal ging ich tiefer. Nach jeder vollen Umdrehung drehte ich den Schraubenschlüssel eine Vierteldrehung zurück. Dadurch wird der Span gebrochen und verhindert, dass sich ein langer, verwickelter Strang bildet, der die Nuten blockieren könnte. Ich fuhr so ​​fort – vorwärts und eine Vierteldrehung zurück –, bis ich spürte, wie sich der Gewindebohrer gegen Boden der Bohrung festzog. Ich wandte keine Gewalt an. Ich drehte ihn ganz zurück. Dabei lösten sich weitere Späne.
4. Schritt 3: Der Finisher (Bodenklopfer): Ich reinigte das Loch ein letztes Mal und stellte sicher, dass keine Späne am Boden zurückblieben. Ich trug etwas mehr Flüssigkeit auf und wechselte zum GrundgewindebohrerDas war der Moment der Wahrheit. Ich schraubte es vorsichtig von Hand bis zum Anschlag ein und benutzte dann den Schraubenschlüssel. Ich spürte, wie er einrastete und die letzten unvollständigen Gewindegänge des Gewindebohrers schnitt. Ich drehte langsam und vorsichtig, bis ich einen festen Anschlag spürte – der Gewindebohrer hatte den Boden erreicht. Ich wandte keine weitere Kraft an. Ich drehte ihn sauber heraus.

Ich spähte mit einer kleinen Taschenlampe in das Loch. Das Ergebnis waren saubere, scharfe, perfekte Gewinde, die bis zum Boden des Lochs reichten. Es war ein himmelweiter Unterschied zu meinem ersten Versuch. Der Vorgang dauerte zwar länger, verlief aber reibungslos, kontrolliert und erfolgreich. Ich hatte nicht nur ein Gewinde gemacht; ich hatte ein Verfahren befolgt.

Was unterscheidet Maschinengewindebohrer von Handgewindebohrern?

Der dreistufige Prozess ist ideal für das Handklopfen, bei dem Gefühl und Überlegung entscheidend sind. Aber in der Welt der CNC-BearbeitungZeit ist Geld. Eine Maschine kann nicht so programmiert werden, dass sie das richtige Drehmoment „ertastet“ oder drei verschiedene Werkzeuge für ein einziges Loch langsam auswechselt. Maschinelles Gewindeschneiden erfordert ein Werkzeug, das die Arbeit in ein einziger, schneller Durchgang.

Dies erfordert eine völlig andere Herangehensweise an das größte Problem beim Gewindeschneiden: ChipmanagementMaschinengewindebohrer sind nicht nur zum Gewindeschneiden konzipiert, sondern auch für die aktive und aggressive Späneabfuhr bei hoher Geschwindigkeit. Dies erreichen sie durch eine spezielle Geometrie. Die beiden wichtigsten Werkzeuge beim Maschinengewindebohren sind Spiralkopf- und Spiralnutengewindebohrer.

Spiralspitz-Gewindebohrer (Pistolengewindebohrer)

Ein Spiralgewindebohrer hat wie ein Handgewindebohrer gerade Nuten, jedoch mit einem entscheidenden Unterschied: Die Schneidkanten der Spitze des Gewindebohrers sind schräg geschliffen. Beim Schneiden zwingt dieser Winkel die Späne, nach vorne zu schießen, sich eng zusammenzurollen und vor dem Gewindebohrer herauszuschleudern. Deshalb werden sie oft als „Gewehrgewindebohrer“ bezeichnet – sie „schießen“ die Späne nach vorne heraus.

• Spanrichtung: Nach vorne.
• Anwendung: Dieses Design ist unglaublich effizient und stark, hat aber eine massive Einschränkung: es kann nur in Durchgangslöchern verwendet werden. Die Späne müssen einen freien Austrittsweg haben. Die Verwendung eines Spiralgewindebohrers in einem Sackloch ist ein katastrophaler Fehler, da sich die Späne am Boden festsetzen und der Gewindebohrer mit 100-prozentiger Sicherheit bricht.

Spiralflötengewindebohrer

Ein Spiralnutengewindebohrer sieht viel mehr wie ein Standardgewindebohrer aus BohrerSeine Nuten sind spiralförmig, genau wie das Gewinde selbst. Diese spiralförmige Konstruktion funktioniert wie ein Bohrer. Wenn sich der Gewindebohrer dreht und das Gewinde schneidet, fangen die Spiralnuten die Späne auf und ziehen sie nach hinten, wodurch sie nach oben und oben aus dem Loch herausgehoben werden.

• Spanrichtung: Rückwärts (nach oben und außen).
• Anwendung: Dies ist das Wesentliche und richtiges Werkzeug zum Maschinengewindebohren Sacklöcher. Die aktive, schneckenartige Späneabsaugung ist die einzige Möglichkeit, Spanstauungen bei den hohen Geschwindigkeiten und starren Vorschüben eines CNC-Maschine.

Maschinengewindebohrer-Showdown: Spiralspitze vs. Spiralnut

Wir haben nun die methodischen Handgewindebohrer und ihre hochspezialisierten, auf Maschinengeschwindigkeit ausgelegten Gegenstücke kennengelernt. Wir wissen, welches Werkzeug wir je nach Art der Bohrung auswählen müssen. Doch wie sieht es mit den universellen Regeln aus, die den Prozess bestimmen? Woher weiß man überhaupt, welche Lochgröße man bohren muss? Was ist der eigentliche Zweck von Kühlschmierstoff und wie wählt man den richtigen aus?

An diesem Nachmittag, nachdem ich erfolgreich das Sackloch gebohrt hatte, ließ Frank mich die nächste Stunde damit verbringen, an Restblöcken zu üben. Verjüngung, Stopfen, Bodenbearbeitung. Immer und immer wieder. Er brachte mir nicht nur das wie; er prägte die fühlen. Die subtile Erhöhung des Drehmoments beim Schneiden des Gewindebohrers, die befriedigende schnappen Als der Span beim Rückdrehen brach, spürten Sie die feste Wand, als der Grundschneider den Boden des Lochs erreichte.

„Jeder kann ein Buch darüber lesen“, sagte er und wischte sich die Hände an einem Lappen ab. „Aber das Buch kann dir nicht beibringen, was deine Hände wissen müssen. Diese Regeln, die ich dir gebe, sind nicht nur Vorschläge; sie sind Physik. Wenn du sie ignorierst, zerbrichst du Werkzeuge. Wenn du Werkzeuge zerbrichst, Schrottteile. Sie Schrottteile, verlieren Sie Geld. Es ist eine einfache Kette von Ereignissen.“

Anschließend legte er die „Fünf Gebote des Gewindeschneidens“ dar. Dabei ging es nicht nur um den dreistufigen Prozess, sondern um die grundlegenden Prinzipien des gesamten Vorgangs, von der Auswahl des Bohrers bis zur letzten Umdrehung des Schraubenschlüssels. Dieses Wissen unterschied einen Handwerker von einem ungeschickten Amateur, und ich hörte ihm zu, als hinge meine Karriere davon ab – denn das tat sie auch.

Warum ist die Größe des Gewindebohrers so entscheidend?

Bevor Sie überhaupt daran denken können, ein Gewinde zu schneiden, müssen Sie zunächst ein Loch erzeugen. Die Größe dieses Lochs ist der wichtigste Faktor für den Erfolg oder Misserfolg des Gewindeschneidens. Dies ist Franks Erstes Gebot: Du sollst den richtigen Gewindebohrer verwenden.

Viele Anfänger glauben fälschlicherweise, dass für ein möglichst stabiles Gewinde eine 100%ige Gewindetiefe erforderlich ist. Das bedeutet, dass ein Loch gebohrt werden muss, das genau dem Kerndurchmesser des Gewindes entspricht. Dadurch wird der Gewindebohrer gezwungen, das Gewindeprofil bis zur absolut maximalen theoretischen Höhe zu schneiden. Dies ist ein katastrophaler Fehler.

Um einen 100%igen Gewindeeingriff zu erreichen, ist ein enormes, oft unmögliches Drehmoment erforderlich. Der Gewindebohrer muss eine enorme Menge Material verdrängen, was enorme Reibung und Hitze erzeugt. Dies erhöht nicht nur die Bruchgefahr des Gewindebohrers exponentiell, sondern kann auch das Gewinde, das Sie formen möchten, reißen und beschädigen, was zu einem schwächer, nicht stärkere Verbindung.

Das technischer Sweetspot für die meisten Anwendungen liegt zwischen 65 % und 75 % GewindeeingriffBei diesem Prozentsatz erreichen Sie über 95 % der Haltekraft des vollen Gewindes mit nur 50 % des Drehmoments, das für ein 100 %-Gewinde erforderlich ist. Dies ist der Bereich maximaler Effizienz und Sicherheit.

Berechnung der Gewindebohrergröße

Eine zuverlässige Gewindebohrtabelle ist zwar für jeden Maschinenbauer unverzichtbar, aber die Formel dahinter ist entscheidend. Für einen Standardgewindeeingriff von 75 % lautet die Formel:

Gewindebohrergröße = Nenndurchmesser – (0.974 / TPI)

Kennzahlen:

• Nenndurchmesser ist der Außendurchmesser des Gewindebohrers (z. B. 0.250 Zoll für einen 1/4-Zoll-Gewindebohrer).
• TPI ist die Anzahl der Fäden pro Zoll.

Nehmen wir eine gemeinsame 1/4 "-20 UNC Tippen Sie als Beispiel:

• Gewindebohrergröße = 0.250 – (0.974 / 20)
• Gewindebohrergröße = 0.250 – 0.0487
• Gewindebohrergröße = 0.2013 Zoll

Die Standardbohrergröße, die 0.2013 Zoll am nächsten kommt, ist ein Übung Nr. 7, was 0.2010″ entspricht. Aus diesem Grund wird in jeder vorhandenen Gewindebohrtabelle ein Bohrer Nr. 7 für einen 1/4″-20-Gewindebohrer aufgeführt. Es ist keine willkürliche Zahl; sie wird für optimale Festigkeit berechnet und Herstellbarkeit. Die Verwendung des falschen Bohrers ist keine Abkürzung, sondern garantiert ein zukünftiges Problem.

Was ist der eigentliche Zweck von Schneidflüssigkeit?

Franks Das zweite Gebot lautete: Du sollst nicht trocken zapfen. Für ihn war das Gewindeschneiden ohne Kühlschmierstoff eine Todsünde. Für ihn war es wie ein Motor ohne Öl – ein garantierter Stillstand. Der Zweck der Kühlschmierstoffs geht weit über das bloße „Gleitmittel“ hinaus.

1. Schmierung: Dies ist die offensichtlichste Funktion. Die Flüssigkeit bildet eine Hochdruckgrenzschicht zwischen den Schneidkanten des Gewindebohrers und dem Werkstückmaterial. Dies reduziert die Reibung drastisch, was wiederum das erforderliche Drehmoment senkt und ein Phänomen namens Kaltverschweißen verhindert, bei dem sich mikroskopisch kleine Teile des Werkstücks mit dem Werkzeug verschweißen, das Gewinde reißen und zum Versagen des Gewindebohrers führen. Dies ist besonders kritisch bei „gummiartigen“ Materialien wie Aluminium und Edelstahl.
2. Kühlung: Beim Gewindeschneiden entsteht direkt an der Schneide eine enorme lokale Hitze. Diese Hitze kann den gehärteten Stahl des Gewindebohrers erweichen, seine Kanten stumpf machen und zu vorzeitigem Ausfall führen. Die Schneidflüssigkeit wirkt als Kühlmittel, absorbiert die Hitze und leitet sie aus der Schneidzone ab, wodurch Härte und Schärfe des Werkzeugs erhalten bleiben.
3. Spanabfuhr: Die Flüssigkeit wirkt als Spülmittel. Sie gelangt in die Nuten des Gewindebohrers und hilft, die geschnittenen Späne anzuheben und aus der Bohrung zu befördern. Dadurch wird verhindert, dass sich die Nuten mit Spänen verstopfen, was eine Hauptursache für das Festfressen und Brechen von Gewindebohrern ist, insbesondere bei tiefen oder Sacklöchern.

Unterschiedliche Materialien erfordern unterschiedliche Flüssigkeiten. Für Allzweckstahl ist ein dunkles, schwefelhaltiges Schneidöl die klassische Wahl. Für Aluminium sind spezielle Schmierstoffe erforderlich, die verhindern das Festfressen sind unerlässlich. Bei Gusseisen, das feine, pulverförmige Späne erzeugt, wird das Gewindeschneiden manchmal trocken oder mit einem leichten Luftstoß durchgeführt, da der Graphit im Eisen als natürliches Schmiermittel wirken kann. Für die meisten Metalle gilt jedoch: Immer die richtige Flüssigkeit verwenden.

Wie vermeiden Sie von vornherein, dass Wasserhähne kaputt gehen?

Über Bohrergrößen und Flüssigkeiten hinaus bildeten Franks übrige Gebote einen ganzheitlichen Prozess für sicheres und effektives Gewindeschneiden.

Gebot Nr. 3: Du sollst es gerade halten

Ein Gewindebohrer muss perfekt senkrecht zur Oberfläche in die Bohrung eindringen. Wenn er schief beginnt, muss eine Seite des Gewindebohrers einen viel dickeren Span schneiden als die andere. Dadurch entstehen ungleichmäßige seitliche Kräfte, die den Gewindebohrer blockieren und zum Brechen bringen.

• Von Hand: Verwenden Sie einen Gewindebohrführungsblock (einen Stahlblock mit präzise gebohrten Löchern in verschiedenen Größen) oder ein Maschinenwinkelmaß, das auf das Werkstück gelegt wird, um den Gewindebohrer optisch in zwei Richtungen auszurichten.
• Mit einer Maschine: Eine Bohrmaschine oder Mahlen Maschine sorgt für eine perfekte Ausrichtung. Sie können das Spannfutter der Maschine (bei ausgeschaltetem Gerät) verwenden, um den Gewindebohrer zu halten und die ersten Gewindegänge zu beginnen perfekt gerade vor dem Abschluss von Hand.

Gebot Nr. 4: Du sollst deine Chips reinwaschen

Späne sind der Feind. Beim Schneiden müssen sie aus der Schneidzone entfernt werden. Eine verstopfte Nut kann einen Gewindebohrer völlig zum Stillstand bringen.

• Der Rhythmus: Der klassische Handtapping-Rhythmus ist „Eine volle Umdrehung vorwärts, eine Viertelumdrehung zurück.“ Diese Rückwärtsdrehung ist kein Aberglaube; es handelt sich um eine entscheidende mechanische Aktion, die den langen, faserigen Span, der beim Vorwärtsschnitt entsteht, in kleinere, besser handhabbare Stücke zerbricht, die dann durch die Spannuten und die Schneidflüssigkeit abtransportiert werden können.
• Picken: Bei tiefen Löchern müssen Sie den Gewindebohrer regelmäßig ganz aus dem Loch herausziehen, um die Späne vollständig zu entfernen und frische Flüssigkeit aufzutragen, bevor Sie fortfahren.

Gebot Nr. 5: Du sollst nicht blindlings aufgeben

Ein Gewindebohrer besteht aus extrem hartem, sprödem Stahl. Er gibt nicht nach. Wenn er den Boden eines Sacklochs berührt, stoppt er sofort. Wenn Sie weiterhin Drehkraft anwenden, selbst eine kleine, kann diese Kraft nicht abfließen. Der Gewindebohrer verbiegt sich nicht, er zerbricht. Sie müssen ein Gefühl für den Gewindebohrer entwickeln. Wenn der Widerstand plötzlich zunimmt und sich zu einer festen Wand entwickelt, anstatt das knackige Gefühl des Schneidens zu spüren, sofort anhalten. Aus diesem Grund ist es so wichtig, die Tiefe Ihres Lochs zu kennen und die dreiteilige Klopfserie zu verwenden. So können Sie sich dem Boden auf kontrollierte und gezielte Weise nähern.

Was sind die DFM-Regeln für die Konstruktion von Gewindebohrungen?

Das letzter Teil In Franks Unterricht ging es nicht um den Einsatz der Werkzeuge, sondern um die Konstruktion des Teils. „Die Hälfte der Probleme, die ich löse“, murrte er, „liegen daran, dass irgendein Ingenieur etwas entworfen hat, dessen Herstellung ein Albtraum ist.“ Das ist die Welt des Design for Manufacturing (DFM).

DFM-Regel 1: Standardgewinde angeben

Sofern Sie nicht an einem hochspezialisierten Luft-und Raumfahrt Für optische Anwendungen sollten Sie immer Standardgewindegrößen (z. B. UNC, UNF, metrisches Grobgewinde) verwenden. Gewindebohrer dieser Größen sind günstig, leicht erhältlich und jeder Maschinenbauer kennt sie. Die Angabe einer ungewöhnlichen, nicht standardmäßigen Gewindesteigung bedeutet die Bestellung von kundenspezifischen, teuren Werkzeugen mit langen Lieferzeiten.

DFM-Regel 2: Sorgen Sie für ausreichende Lochtiefe in Sacklöchern

Dies ist der häufigste DFM-Fehler. Ein Konstrukteur spezifiziert ein Gewinde M6 x 1.0 mit einer Tiefe von 10 mm in einer Bohrung, die nur 10.5 mm tief ist. Dies ist nahezu unmöglich herzustellen. Der Mechaniker hat keinen Platz für die Fase des Gewindebohrers und keinen Platz für Späne.

• Die Faustregel: Der ungebohrte Teil eines Sacklochs sollte mindestens 3-5-fache Gewindesteigung tiefer als das letzte volle Gewinde. Bei einem 10 mm tiefen M6x1.0-Gewinde sollte die Bohrung mindestens 13–15 mm tief sein. So haben die Späne und die Gewindebohrerspitze einen sicheren Weg.

DFM-Regel 3: Vermeiden Sie das Einfädeln an schwierigen Stellen

Planen Sie ein Gewindeloch nicht direkt an einer hohen, senkrechten Wand oder in einer engen, vertieften Ecke ein. Ein Maschinist benötigt Platz, um ein Werkzeug – sei es ein Handschlüssel oder ein Maschinenkopf – auf das Loch auszurichten. Berücksichtigen Sie immer den für das Werkzeug erforderlichen Zugangsbereich.

DFM-Regel 4: Geben Sie die Gewindebohrung und die Gewindetiefe deutlich an

Beseitigen Sie alle Unklarheiten aus Ihrer technischen Zeichnung. Schreiben Sie nicht einfach „1/4-20 Gewinde“. Eine korrekte Bezeichnung wäre:
„Ø.201 DURCH, C'BORE Ø.257 X .25 TIEF, 1/4-20 UNC – 2B THD, .50 DP“
Dies sagt dem Maschinisten alles: die Gewindebohrergröße, alle Senkung oder Senkbohrung, die Gewindespezifikation, die Passungsklasse und die erforderliche Tiefe. Dies ist ein Vertrag, der sicherstellt, dass das Teil gleich beim ersten Mal richtig hergestellt wird.

Fazit

Ein Gewindebohrer ist eines der grundlegendsten Werkzeuge in einer Machinengeschäft, aber es erfordert mehr Respekt als fast jedes andere. Es ist kein Bohrer, der mit roher Gewalt arbeitet; es ist ein Präzisionsformwerkzeug, das unter enormer Belastung arbeitet. Mein Weg vom Zerbrechen eines Gewindebohrers aus Unwissenheit zum Verständnis seines komplizierten Tanzes aus Geometrie, Kraft und Der Prozess war eine Lektion in der Kernphilosophie der Bearbeitung sich.

Der Unterschied zwischen einem Konus-, Kern- und Fertiggewindebohrer ist eine Frage der Strategie – des richtigen Anfangs, der Hauptarbeit und der präzisen Fertigstellung. Die Gebote des Gewindebohrens – die Verwendung der richtigen Bohrergröße, das Schmieren des Schnitts, die Sicherstellung der Ausrichtung, das Entfernen von Spänen und die Berücksichtigung des Lochgrunds – sind die Gesetze der Physik, die den Prozess bestimmen. Und schließlich die Gestaltung eines Teil mit der Herstellung im Kopf ist die Brücke zwischen einer guten Idee und einem erfolgreichen Produkt. Franks Lektion kostete mich ein kaputtes Werkzeug, aber sie rettete mich vor einer Karriere von Ausschussteile und kostspielige Fehler. Ein Wasserhahn ist einfach, aber wie ich gelernt habe, ist einfach selten leicht.

Häufig gestellte Fragen (FAQs)

1. Was ist der Unterschied zwischen einem Gewindebohrer und einem Schneideisen?
Ein Gewindebohrer und ein Schneideisen sind Werkzeuge, die Gewinde erzeugen; sie sind Gegensätze. Ein tippen wird zum Schneiden oder Formen verwendet Innengewinde (in einem Loch), wie die für eine Schraube. Ein sterben wird zum Schneiden oder Formen verwendet Außengewinde (auf einer Stange oder Welle), wodurch die Schraube selbst entsteht.

2. Wie entfernt man einen Gewindebohrer, der in einem Loch abgebrochen ist?
Das Entfernen eines abgebrochenen Gewindebohrers ist äußerst schwierig und für viele Maschinisten eine große Herausforderung. Da Gewindebohrer gehärtet sind, können sie nicht einfach ausgebohrt werden. Zu den Methoden gehören: die Verwendung eines speziellen Gewindebohrer-Auszieher das die Flöten greift; das Zertrümmern des verbleibenden Stücks mit einem Schlag (riskant); oder die Verwendung fortgeschrittener Methoden wie EDM (elektrische Entladungsbearbeitung) den abgebrochenen Gewindebohrer wegzuerodieren, ohne das Werkstück zu beschädigen. Vorbeugen ist immer die beste Strategie.

3. Was bedeuten die Markierungen auf einem Gewindebohrer (z. B. „1/4-20 UNC GH3“)?

• 1 / 4: Der nominale Außendurchmesser des Gewindes (in Zoll).
• 20: Die Anzahl der Gewindegänge pro Zoll (TPI).
• Ein C: Der Gewindestandard, in diesem Fall Unified National Coarse. (UNF steht für Fine, NPT für National Pipe Taper usw.).
• GH3: Dies ist die „H-Grenze“, die die Toleranz oder „Passungsklasse“ des geschnittenen Gewindes angibt. H3 ist eine Standardtoleranz für allgemeine Zwecke. Die Zahl gibt an, um wie viel größer der Gewindebohrer als der Grundteilkreisdurchmesser ist.

Referenzen

• Oberg, E., Jones, FD, Horton, HL, & Ryffel, HH (2020). Maschinenhandbuch, 31. Ausgabe. Industriepresse.
• Greenfield Industries. (2021). Technische Informationen: Gewindebohrer & Gewindeschneiden. Von https://www.gfii.com/resources/technical-info/taps-tapping
• Amerikanischer Maschinist. (2018). Ein praktischer Leitfaden zum Gewindeschneiden. Von https://www.americanmachinist.com/cutting-tools/article/21915951/a-practical-guide-to-tapping-and-threading

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RM ist ein Branchenführer in kundenspezifische FertigungslösungenMit über 20 Jahren fundierter Erfahrung sind wir der vertrauenswürdige Partner für mehr als 5,000 Kunden weltweit. Wir sind spezialisiert auf ein umfassendes Spektrum an Fertigungsdienstleistungen – einschließlich hochpräziser CNC-Bearbeitung, Blechbearbeitung, 3D Druck, Spritzgießen und Metall-Stanzen– um Ihnen eine echte One-Stop-Shop-Erlebnis.

Unsere Weltklasse-Anlage ist mit über 100 hochmodernen 5-Achs-Bearbeitung Zentren und arbeitet in strikter Übereinstimmung mit der ISO 9001:2015 Qualitätsmanagementsystem. Wir sind bestrebt, Kunden in über 150 Ländern Lösungen anzubieten, die Geschwindigkeit, Effizienz und außergewöhnliche Qualität vereinen. Von Rapid-Prototyping- Von der Großserienproduktion bis zur Großserienproduktion versprechen wir eine Lieferung innerhalb von nur 24 Stunden und verhelfen Ihnen so zu einem Wettbewerbsvorteil auf dem Markt. RM auswählen bedeutet, einen effizienten, zuverlässigen und professionellen Fertigungspartner auszuwählen.

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