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Gewindefertigung - Gewindewirbeln

Gewindewirbeln

Bei der Herstellung von Gewinden durch Außenwirbeln wird die Werkstückprofilform durch ein ringförmiges Werkzeug mit nach innen gerichteten Schneidmeißeln erzeugt. Beim Innenwirbeln ohne axialen Hub wird ein Werkzeug verwendet, das mit einer sehr hohen Drehzahl ortsfest um die eigene, exzentrisch zur Werkstückmitte angeordneten Achse dreht. Das Innenwirbeln mit axialem Hub zeichnet sich dadurch aus, dass die Rotation des Werkzeugdornes mit einer Oszillation in Achsrichtung des Werkstückes überlagert wird.

Werkzeuge

Je nach Anordnung der Werkzeugschneiden wird in tangentiale und radiale Werkzeuge unterschieden. Die Anzahl der Werkzeugschneiden ist abhängig von der Gewindeart und der Gewindegröße. Der Vorteil von tangential angeordneten Werkzeugschneiden mit konstantem Schneidkreis ist die günstigere Schnittkraftaufnahme und das einfache Nachschleifen an der Spanfläche. Nachteilig sind die geringe Änderungsmöglichkeit des Spanwinkels und der in extremen Fällen zu kleine Freiwinkel. Radial angeordnete Werkzeugschneiden können im Schneidkreis variabel eingestellt werden. Vorteilhaft ist die gezielte Veränderungsmöglichkeit von Freiwinkel und Spanwinkel. Bild 4 zeigt jeweils ein Beispiel beider Werkzeugformen.

Bild 4: Tangentiales (oben) und radiales Wirbelwerkzeug (unten)

Prozessabhängig werden im Werkzeug verschiedene Schnittaufteilungen vorgenommen. Bei der Weichbearbeitung werden im Wirbelwerkzeug wechselweise Flankenschneider und Tiefenschneider eingesetzt. Ein Kantenbruch des Profils wird durch einen zusätzlichen Abgrater erzeugt (Perovic 2006).

Bild 5: Schnittaufteilung beim Wirbeln

Praxisbeispiele

Das Gewindewirbeln ist eines der wirtschaftlichsten spanenden Verfahren zur Gewindeherstellung, da große Zeitspanvolumen bei hoher Arbeitsgenauigkeit erreicht werden.

Medizintechnik

Heute werden in der Medizintechnik ca. 90 % aller Gewinde gewirbelt, da mit diesem Verfahren die geforderte Oberflächengüte und Gratfreiheit erreicht wird. Gewindefräsen (Gratbildung) und Rollieren (nicht steril durch Schließfalte) kommen nicht zur Anwendung. Das Gewindestrehlen ist im Vergleich zum Gewindewirbeln wesentlich langsamer – auch können hinterschnittene Profilformen, z. B. bei Knochenschrauben, nicht hergestellt werden (Bild 6) (Hobohm 2006; Felix 2006).

Bild 6: Werkzeug und Werkstücke Medizintechnik (Quelle: Leistritz)


Inhaltsverzeichnis
Literaturhinweis

Barthelmä, F.: HPC-gerechte Werkzeuge und Technologien aus der Sicht der Werkzeugforschung – Beispiele und Ergebnisse. 8. Schmalkaldener Werkzeugtagung, 2008.
Felix, C.: Whirling as a separate operation. Production Machining 9 (2006) 19.
Hobohm, M.: Wirbeln in der Medizinbranche. Werkstatt und Betrieb 12 (2006).
Leistritz (Hrsg.): Firmenunterlagen Leistritz Produktionstechnik GmbH, Nürnberg 2008.
Perovic, B.: Handbuch Werkzeugmaschinen. Carl Hanser Verlag, München 2006.
Theusner, K.: Ökologisch und wirtschaftlich wegweisende Hochleistungsfertigung von Kugelgewindespindeln. THK-Koloquium Produktivität und Umwelt, Ensisheim, 2008.

Handbuch Spanen
Herausgeber: Günter Spur
10/2014, 1392 Seiten, € 239,99
ISBN: 978-3-446-43699-2
Seite 1053 - 1056

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