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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 erzeugt normalerweise eine bessere Gewindeoberfläche als Gewindebohren und vermeidet Probleme mit der Spanabfuhr. Deshalb kann es besonders für tiefe Bohrungen und kleine Durchmesser empfohlen werden.
Am Gewindeein- und -auslauf entsteht ein Materialaufwurf, weshalb evtl. eine Ansenkung der Bohrung vorzusehen ist, in der der Aufwurf verschwindet.
Beim Gewindefurchen ist es immens wichtig den Vorfertigungsdurchmesser genau einzuhalten. Sogar kleine Veränderungen des Kernlochdurchmessers können zu Werkzeugbruch infolge eines Überformens der Gewinde führen. Von Überformen spricht man, wenn zu viel Material in Richtung Gewindekern bewegt wird und die Kralle nicht mehr als solche zu erkennen ist. Da die Ausprägung der Kralle u. a. vom Fließverhalten des Werkstoffes, von der Schmierung und der Werkzeuggeometrie abhängt, gibt es keine festen Vorgaben für den Vorfertigungsdurchmesser. Die Werkzeughersteller geben Empfehlungen für die zu verwendenden Bohrerdurchmesser. Bei Serienproduktion sollte der geeignete Kernlochbohrerdurchmesser idealerweise im Versuch ermittelt werden. Allgemein ist zu beachten, dass der Vorfertigungsdurchmesser für das Gewindefurchen größer als der für das Gewindebohren ist.
Um die Schwankungen der Krallenausbildung zu kompensieren, ist der Mutterkerndurchmesser des fertigen gefurchten Gewindes nach DIN 13-50 größer toleriert (Bild 4 und 5).

Bild 4: Gefurchtes Profil in Abhängigkeit vom Vorfertigungsdurchmesser

Bild 5: Unterschiedliche Ausformung des Gewindes und unterschiedliche Krallenbildung beim Gewindefurchen (von links nach rechts: nicht ausreichend ausgeformter Kern, Gewindekern i. O., überformtes und stark überformtes Gewinde)

Gewindefurcher: Werkzeuge

Baumaße sind nach DIN 2174 genormt und vergleichbar mit denen von Gewindebohrern.
In der DIN 2175 (Gewindefurcher – Technische Lieferbedingungen für Gewindefurcher aus Schnellarbeitsstahl) werden u. a. Rundlauftoleranzen, Anfurchkegel-Längen, Schneidstoffe, Härte und Zentrierungen beschrieben und Bezeichnungsbeispiele gegeben. Da diese im Wesentlichen analog zu Gewindebohrern sind, wird hier nicht gesondert darauf eingegangen.
Zur besseren Kühlschmierstoffzufuhr gibt es bei Gewindefurchern Ausführungen mit Schmiernuten und ebenso mit innerer Kühlschmierstoffzufuhr (Bild 6). Für Gewindefurcher werden die gleichen Schneidstoffe und Beschichtungen wie für Gewindebohrer ausgewählt.

Bild 6: Gewindefurcher ohne Schmiernuten, mit Schmiernuten und mit Schmiernuten und IKZ

Fehler beim Gewindefurchen

Wenn das Kernloch zu groß vorgebohrt ist, kann die Kernkralle nicht vollständig ausgeformt werden (Bild 7).

Bild 7: Unvollständig ausgeprägte Kernkralle

Bei zu klein vorgebohrtem Kernloch wird die Kernkralle überformt, was ein erhöhtes Drehmoment bei der Bearbeitung und reduzierte Werkzeugstandzeit oder Werkzeugbruch zur Folge hat (Bild 8).

Bild 8: Überformte Kernkralle

Bei zu klein gebohrten Kernlöchern und bei ungenügender Schmierung kommt es zu Gewaltbruch an den Gewindezähnen (Bild 9).

Bild 9: Zahnausbruch

Bei ungenügender Schmierung oder Materialanhaftung am Werkzeug werden die Gewindeoberflächen unsauber (Bild 10).

Bild 10: Unsaubere Gewindeoberfläche


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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