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Gewindefertigung - Gewindefurchen

Gewindefurchen

Gewindefurchen ist ein stufenförmiger spanloser Umformprozess, bei dem ein Teil des Gewindeprofiles in die Bohrungswand hineingedrückt wird. Das verdrängte Material fließt entlang der Gewindeflanken in Richtung Bohrungsmitte und erzeugt den zweiten Teil des Gewindeprofiles.

Gewindefurchen, auch Gewindedrücken oder Gewindeformen genannt, ist ein stufenförmiger spanloser Umformprozess, bei dem das Gewindeprofil durch Materialverdrängung erzeugt wird. Hierbei sind sehr hohe Oberflächengüten zu erreichen.

Gewindefurcher: Technologie

Der Gewindefurcher weist ein schraubenlinienförmig in der Gewindesteigung aufgewickeltes Gewindeprofil auf, das im vorderen Bereich des Werkzeuges einen kegelförmigen Durchmesseranstieg aufweist. Zudem ist bei Gewindefurchern das Gewindeprofil nicht zylindrisch, sondern polygonförmig um die Längsachse angeordnet (Bild 1).

Bild 1: Polygon Querschnitt eines Gewindefurchers

Während beim Gewindebohren das gesamte Gewindeprofil aus der Bohrungswand herausgeschnitten wird, wird beim Gewindefurchen ein Teil des Gewindeprofiles in die Bohrungswand hineingedrückt. Das dabei verdrängte Material fließt entlang der Gewindeflanken in Richtung Bohrungsmitte und erzeugt dabei den zweiten Teil des Gewindeprofiles. Der Gewindekern wird also von dem Material geformt, das von den beiden benachbarten Gewindezähnen im äußeren Teil weggedrückt wird. Dadurch entsteht die für das Gewindefurchen typische Kralle im Gewindekern (Bild 2).

Bild 2: Gefurchtes Gewindeprofil bei der Entstehung (Furchrichtung von links nach rechts, oben Gewindefurcher, unten Werkstück)

Genau wie beim Gewindebohren muss auch beim Gewindefurchen das Werkzeug am Ende des Gewindes reversieren und sich rückwärts aus der Bohrung drehen. Die Verformungsgeschwindigkeiten sind analog den Schnittgeschwindigkeiten beim Gewindebohrer im Prozess variabel und variieren zwischen der eingestellten Geschwindigkeit und Null im Umkehrpunkt. Ebenso sind andere Technologieparameter nicht frei wählbar, sondern müssen bei der Konstruktion des Werkzeuges berücksichtigt werden. Das herzustellende Gewindeprofil ist im Gewindeprofil des Werkzeuges abgebildet.
Dieses und das unterschiedliche Fließverhalten von Werkstoffen führt zu einer Vielzahl von Gewindefurchern mit werkstoff- und anwendungsabhängigen Geometrien. Es können alle formbaren Werkstoffe gefurcht werden, normalerweise Werkstoffe mit einer Zugfestigkeit bis zu 1.200 N/mm2 und einer Bruchdehnung von mindestens 8 %. Aber es können beispielsweise auch Guss-Aluminium-Legierungen (z. B. GK-AlSi9Cu3) bei richtigen Rahmenbedingungen und angepassten Werkzeugen gefurcht werden.
Das Drehmoment beim Gewindefurchen ist abhängig vom umzuformenden Material, der Schmierung und der Werkzeuggeometrie. Für die Auslegung einer Bearbeitung ist zu berücksichtigen, dass das Drehmoment ca. 10 bis 100 % höher als das des Gewindebohrens ist. Einflussfaktoren für die Höhe des Drehmomentes sind u. a. die Gewindesteigung, der Werkstückwerkstoff und die Schmierung (Bild 3).

Bild 3: Drehmomentvergleich Gewindebohren und Gewindefurchen


Inhaltsverzeichnis
Literaturhinweis

Bartl, R. (Hrsg.): Trockenbearbeitung prismatischer Teile. Forschungszentrum Karlsruhe, FZKA-PFT 177, Karlsruhe 1996
Biermann, D.: Zukunftweisende Entwicklungen in der spanenden Fertigung. Zerspanen im modernen Produktionsprozess. Institut für Spanende Fertigung, Technische Universität Dortmund. Dortmund 2008
EMUGE (Hrsg.): Handbuch der Gewindetechnik und Frästechnik. Publicis Corporate Publishing, Lauf 2004
Hechtle, D.: Fünffach längere Intervalle. Werkstatt + Betrieb 11, 2008
Hechtle, D.:Höhere Belastbarkeit für Schraubenverbindungen. Werkstatt + Betrieb 7-8, 2007
Klocke, F.; Essel, I.: Basics of HPC and Mechanical and Thermal Characteristics. High Performance Cutting CIRP International Conference, Aachen, 2004, S. 29 – 44
Paucksch, E.; Holsten, S.; Linß, M.; Tikal, F.: Zerspantechnik. Prozesse, Werkzeuge, Technologien. Vieweg+Teubner, Kassel/Lüneburg 2008
Spur, G.; Stöferle, Th. (Hrsg.): Handbuch der Fertigungstechnik, Band 3/2, Spanen. Carl Hanser Verlag, München 1980

Handbuch Spanen
Herausgeber: Günter Spur
10/2014, 1392 Seiten, € 239,99
ISBN: 978-3-446-43699-2
Seite 1042 - 1047

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