Gewindefräsen vs. Gewindebohren: Was sind die Hauptunterschiede?

Gewindefräsen vs. Gewindeschneiden sind zwei gängige Bearbeitungstechniken, um ein Gewinde innerhalb oder außerhalb der Löcher herzustellen. Diese Rillen sind sehr wichtig, da sie den notwendigen Raum bilden, damit die Schrauben halten und fest sitzen. Beide Methoden werden in Fertigungsprozessen häufig verwendet, obwohl sie ziemlich unterschiedlich sind.

Das Gewindefräsen eignet sich aufgrund seiner hohen Maßgenauigkeit perfekt für kundenspezifische Gewinde. Das Gewindeschneiden hingegen ist einfacher und kostengünstiger als das Gewindeschneiden. Bei schwer zu bearbeitenden Materialien wie Titan ist das Gewindefräsen ideal, während bei weichen Materialien das Gewindeschneiden vorherrscht. Es hängt jedoch vom jeweiligen Bedarf, der Art des Materials und der Art des verwendeten Gewindes ab.

In diesem Artikel werden wir Gewindefräsen und Gewindeschneiden vergleichen und die beiden Verfahren vergleichen. Am Ende des Artikels erfahren Sie, wann Sie welches Verfahren für Ihre Projekte verwenden sollten.

Was ist Gewindefräsen?

Gewindefräsen

Gewindefräsen ist eine präzise und automatische Technik zur Gewindeherstellung. Es wird in Anwendungen eingesetzt, bei denen enge Toleranzen erforderlich sind. Es verwendet eine Gewindebohrer Fräse als Schneidwerkzeug. Das Werkzeug wird von einer computergesteuerten, numerisch gesteuerten Maschine bedient, um Präzision zu gewährleisten. Das Werkzeug dreht sich, um das Gewinde in einer einzigen Umdrehung zu schneiden, wodurch das gesamte Gewinde geformt wird.

Ein Gewindefräser ist besonders hilfreich, wenn Sie Gewinde unterschiedlicher Größe herstellen müssen. Ein Gewindefräser kann je nach Anforderung eine oder mehrere Gewindegrößen herstellen. Durch eine Änderung des CNC-Programms ist es möglich, problemlos zwischen verschiedenen Gewindearten zu wechseln, sodass keine Investition in spezielle Gewindebohrer erforderlich ist. 

Die Gewindefräser werden aus Härtegründen normalerweise in Hartmetallausführung gefertigt. Diese Fräser haben eine lange Lebensdauer, bevor sie durch andere ersetzt werden müssen. Eine entsprechende Wartung dieser Produkte kann jedoch noch mehr bewirken und ihre Lebensdauer verlängern. 

Interessanterweise sind Gewindefräser den Schaftfräsern recht ähnlich, haben aber unterschiedliche Gewindemuster an der Seite. (Wenn Sie mehr Einblicke erhalten möchten, finden Sie hier unseren Leitfaden zu CNC-Frästechniken).

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Gewindefräsen: Vor- und Nachteile

Teile mit Außengewinde

Beim Gewindefräsen haben Sie eine große Kontrolle über die Größe des Gewindes und die Möglichkeit, es anzupassen. Mit dieser Methode können Sie verschiedene Arten von Gewinden in harten Materialien wie Titan herstellen. Anders gesagt: Beim Gewindefräsen benötigen Sie nicht mehr als ein Werkzeug, anders als beim Gewindeschneiden, wo für Gewinde unterschiedlicher Größe unterschiedliche Werkzeuge erforderlich sind.

Neben vielen Vorteilen ist das Gewindefräsen auch eine gewisse Herausforderung. Denn es erfordert spezielle Ausrüstung. Die Spindeldrehzahlen können bis zu 60,000 U/min betragen, damit die Maschine effizient arbeiten kann. Außerdem ist es nicht zulässig, mit dem Gewindefräsen superfeine Gewinde herzustellen, die typischerweise in der Uhrenherstellung oder bei medizinischen Geräten verwendet werden. 

Was ist Klopfen?

Gewindeschneiden

Gewindeschneiden ist eine weitere kostengünstigere und einfachere Technik, um Gewinde in Löcher zu bohren. Es gibt ein Gewindebohrwerkzeug, das wie eine Schraube aussieht, die auf der einen Seite Rillen aufweist und auf der anderen Seite glatt ist. Der Gewindebohrer entfernt ein Gewinde, während das Gewindeschneidwerkzeug wird in das Loch gedreht. Dies ist ein einfacher Vorgang, der von Hand oder mit einem automatischen Werkzeug durchgeführt werden kann.

In einem CNC-Gewindebohrzentrum wird ein Loch hergestellt, indem mithilfe eines Werkzeugs, das als Gewindebohrer bezeichnet wird, ein Gewinde in die Wände geschnitten wird. Das Loch muss groß genug sein, um den Gewindebohrer aufzunehmen, aber klein genug, um ein Gewinde formen zu können. 

Beim Gewindeschneiden wird normalerweise gekühlt, um Hitze und Reibung zu minimieren. Anschließend wird der Gewindebohrer gedreht, um das Gewinde zu erzeugen. Manchmal muss die Richtung geändert werden, um eventuell an der Oberfläche festsitzendes Konstruktionsmaterial zu entfernen.

Gewindebohrwerkzeuge haben Schnitte mit dünnen Kanten, um beim Fräsen Späne abzuschälen. Sie werden mithilfe einer Spannzange, eines Spannfutters oder eines beliebigen Werkzeughalters fixiert.

Klopfen: Vor- und Nachteile

Das Gewindebohren ist vorteilhaft, wenn mehrere Gewinde in einem Durchgang hergestellt werden müssen. Dies eignet sich besonders für die Herstellung feiner und extrem durchdringender Gewinde in Materialien mit großer Härte wie Stahl. Das Gewindebohren ist optimal, wenn Sie kleine Gewinde fräsen müssen.

Beim Gewindeschneiden sind jedoch mehrere Werkzeuge erforderlich, um verschiedene Lochgrößen zu erreichen. Das Problem besteht darin, dass sich die Querschnittsabmessung eines einmal geschnittenen Gewindes nicht mehr so ​​einfach ändern lässt. Außerdem kann mit Gewindeschneiden nur ein Innengewinde erzeugt werden, nicht aber ein Außengewinde.

Gewindefräsen vs. Gewindeschneiden: Ein detaillierter Vergleich

Gewindefräsen vs. Gewindeschneiden

Schauen wir uns die wesentlichen Unterschiede zwischen Gewindefräsen und Gewindebohren genauer an.

Lebensdauer

Schneidewerkzeuge in Form von Gewindefräsen sind langlebiger, insbesondere wenn sie aus Hartmetall gefertigt sind. Diese Werkzeuge können Tausende von Löchern überstehen, bevor sie ausgetauscht werden müssen. Gewindebohrwerkzeuge werden im Allgemeinen aus Schnellarbeitsstahl hergestellt, der sich schneller abnutzt. Sie halten nur ein paar hundert Löcher, insbesondere wenn sie mit zähen und hochfesten Materialien arbeiten.

Gewindetyp

Gewindebohrer

Gewindefräsen ist vielseitig. Es können sowohl Innen- als auch Außengewinde hergestellt werden. Das Gewindeschneiden ist nur auf Innengewinde beschränkt. Dadurch ist das Gewindefräsen für verschiedene Projekte flexibler.

Flexibilität

Das Gewindefräsen ist sehr flexibel, was sich in seiner Anwendung zeigt. Außerdem ist es möglich, die Gewindegröße durch CNC-Steuerungsprogrammierung zu steuern. Im Gegensatz dazu ist das Gewindebohren weniger leistungsfähig, da die Größe des ausgewählten Gewindebohrers die Gewindegröße bestimmt. Dies schränkt die Fähigkeit ein, mehrere Größen anzupassen, da sie im selben Halter enthalten sind.

Dimensionale Genauigkeit

Werkzeuge zum Innengewindeschneiden

Gewindefräsen ist im Allgemeinen genauer und äußerst präzise. Es bietet die Möglichkeit, die Abmessungen von Gewinden genau zu kontrollieren. Gewindebohren ist jedoch weniger genau. Jede noch so kleine Verdrehung oder Abweichung in der Maserung des verwendeten Materials kann zu ungenauen Ergebnissen führen.

Gewindegröße

Es gibt keine bestimmte Größe, die nicht gewindegefräst werden kann. Sie können sowohl Gewinde mit kleinerem als auch mit größerem Durchmesser herstellen. Im Vergleich dazu sollte das Gewindeschneiden nur bei kleinen Standardgewinden durchgeführt werden. Beim Formen der größeren Gewinde schlägt es fehl.

Strombedarf

Gewindefräsen wiederum erfordert mehr Leistung. Der Vorgang umfasst komplizierte Bewegungen gepaart mit relativ hohen Geschwindigkeiten; dies gilt umso mehr bei anspruchsvollen Materialien. Gewindeschneiden hingegen erfordert weniger Leistung, da es sich um einen einfachen Schneidvorgang handelt.

Fadenqualität

Gewindefräsen liefert Gewinde in optimaler Qualität. Es können glattere Oberflächen erzeugt werden, insbesondere bei harten Materialien. Andererseits liefert Gewindebohren keine mit Gewindefräsen vergleichbaren Ergebnisse, insbesondere bei der Bearbeitung härterer Materialien. Die Oberfläche hat möglicherweise nicht den erwarteten Glanz.

Schnelligkeit

Das Gewindeschneiden ist ein relativ schneller Vorgang. Ein 1/4-Zoll-20-Gewinde kann in etwa 4-5 Sekunden hergestellt werden. Die Geschwindigkeit und der Vorschub eines Gewindefräsers dauern normalerweise etwas länger, etwa 8-10 Sekunden bei gleicher Gewindegröße. Allerdings geht dabei die Effizienz verloren, die frühere Assembler-Code-Compiler gezeigt haben.

Spanbildung

Spanabnahme beim Gewindeschneiden

Beim Gewindefräsen entstehen im Vergleich zum Gewindeschneiden kleine und handhabbare Späne. Diese Späne stören den Prozess nicht so stark wie andere Späne. Beim Gewindeschneiden hingegen entstehen im Vergleich zum Schneiden längere, faserige Späne, die daher schwer zu handhaben sind. Viele dieser Späne müssen in zusätzlichen Arbeitsschritten entfernt werden.

Anwendungen

Gewindefräsen wird hauptsächlich für große und spezielle Gewinde verwendet. Es ist am effektivsten, wenn es zur Herstellung dünnwandiger, komplexer oder präziser Teile verwendet wird. Außerdem ist Gewindeschneiden nützlich für Mikro- und Feingewinde, Standardgewinde und dünnwandige Gewinde. Diese werden normalerweise in der Automobil-, Flugzeug- und Elektroindustrie verwendet. (Weitere Informationen finden Sie in unserem umfassenden Leitfaden zu CNC-Fräsanwendungen)

Materialien

Gewindefräsen kann sogar bei schwer zerspanbaren Materialien gute Ergebnisse erzielen. Sie können mit Aluminium, Edelstahl, Titan, Hochtemperaturlegierungen und Kunststoffen arbeiten. Gewindebohren hingegen eignet sich gut für weiche Materialien wie Aluminium, Messing, Weichstahl und Kunststoffe.

Gewindeschneidvorgang

Gewindeschneidbewegungen

Beim Gewindefräsen wird eine Spiralbewegung zum Fräsen von Gewinden verwendet. Bei diesem Korkenziehermuster steuert die CNC-Maschine das Werkzeug. Beim Gewindeschneiden hingegen werden Gewinde gefräst, indem die Form des Lochs kopiert wird.

Interner Thread-Prozess

Innengewinde 

Gewindefräsen kann innen erfolgen und beinhaltet eine Spiralbewegung. Die Position des Werkzeugs wird durch die Steuerung in der CNC-Maschine bestimmt, um die Gewinde wie erforderlich zu erzeugen. Beim Gewindeschneiden werden Innengewinde in ein kleines Loch mit einem Gewindebohrer geschnitten, der der Größe des Lochs entspricht.

Externer Thread-Prozess

Außengewindefräsen

Mit Gewindefräsen können durchgehende und geschnittene Außengewinde hergestellt werden. Das Werkzeug wird von der CNC-Maschine um den Außenumfang des Materials herumgeführt. Gewindeschneiden wird nicht bei Außengewinden angewendet. Es ist nur beim Ansetzen von Innengewinden effizient.

Kosten

Gewindefräsen ist jedoch zunächst teurer. Obwohl die Maschinen teurer sind, ist es langsamer als herkömmliche Produktionsmethoden. Auf lange Sicht ist es jedoch wirtschaftlich, da keine anderen Werkzeuge benötigt werden. Gewindeschneiden ist in der Anfangsphase des Betriebs erschwinglich, aber die Werkzeuge müssen häufig ausgetauscht werden. Sie benötigen auch unterschiedliche Gewindebohrer für unterschiedliche Lochgrößen.

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Auswahl zwischen Gewindefräsen und Gewindeschneiden

Wenn Sie sich nicht sicher sind, ob Sie für Ihre Fertigungsanforderungen Gewindefräsen oder Gewindebohren wählen sollen, hilft Ihnen die folgende Tabelle bei Ihrer Entscheidung.

Vergleichstabelle: Gewindefräsen vs. Gewindeschneiden

Wann sollte man sich für Gewindefräsen entscheiden?

Gewindefräsen ist ideal, wenn es um Anforderungen wie Flexibilität, Genauigkeit und Langlebigkeit der verwendeten Werkzeuge geht. Es eignet sich für die Herstellung breiter oder individueller Stränge und auch für den Umgang mit verschiedenen Medien. Es hält länger und es ist nicht nötig, ab und zu die Gewindegröße zu ändern, da dies ganz einfach ist. (Lesen Sie mehr über cNC-Fräsen).

Wann sollte man sich für das Klopfen entscheiden?

Gewindeschneiden ist vorteilhaft, wenn Sie viele Gewinde in kurzer Zeit benötigen, insbesondere kleine oder tiefe Gewinde. Es ist eine schnellere Methode und kostengünstig, wenn es für kleine Projekte mit großen Stückzahlen und normalen Gewindearten verwendet wird. Wenn Sie jedoch mit unterschiedlichen Materialien arbeiten oder spezielle Gewinde benötigen, ist Gewindefräsen die bessere Wahl für Sie.

Zusammenfassung – Gewindefräsen vs. Gewindeschneiden

Zusammenfassend behandelt der Artikel einige der kritischen Aspekte zwischen Gewindefräsen und Gewindeschneiden. Beide Methoden klingen gleich und werden in Fertigungsbereichen synonym verwendet. Es gibt jedoch viele Unterschiede zwischen den beiden. Gewindefräsen ist ein automatischer Ansatz zum Herstellen von Gewindelöchern, während Gewindeschneiden normalerweise manuell durchgeführt wird und sich manchmal auf Handgewindeschneiden bezieht. Ob Sie sich also für Gewindeschneiden oder Gewindeschneiden entscheiden, hängt von Ihrer Anwendung, der Materialauswahl und den Projektzeitplänen ab.

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