Beim Drehbohren und Gewindeschneiden verwenden Hersteller Drehmaschinen, um Gewinde herzustellen. Beispielsweise bohrt ein montierter Bohrer Löcher in das Werkstück. Ein Gewindebohrer erzeugt Innengewinde in vorgebohrten Löchern. Schließlich werden Gewindewerkzeuge verwendet, um Gewinde zu schneiden.
In diesem Handbuch werden erweiterte Strategien, praktische Lösungen und Herausforderungen für die Thread-Verarbeitung untersucht.
Drehmaschine und Einrichtung
Progressive Setups bieten Leistungspräzision. Die Verwendung von Präzisions-Schleiffuttern oder hydraulischen Spannzangen minimiert Vibrationen. Stellen Sie sicher, dass die Spindelachse korrekt mit den Komponenten ausgerichtet ist. Sorgen Sie außerdem für eine konsistente Reitstockkalibrierung während des gesamten Betriebs und eine regelmäßige Druckprüfung.
Werkzeugauswahl zum Bohren und Gewindeschneiden
Die richtige Auswahl der Werkzeuge wirkt sich auf die Effizienz aus. Sie können Kreuzanschliffbohrer verwenden, um die Zentrierung zu verbessern. Spiralbohrer eignen sich für Durchgangsbohrungen, während Spiralnuten für Sacklöcher geeignet sind. Darüber hinaus mildert das Auftragen von Beschichtungen wie TiAIN die übermäßige Hitze. Diese Beschichtungen verringern die Verschleißgefahr von zähem Metall unter Verarbeitungsbedingungen.
Materialspezifische Überlegungen
Jedes Material weist unterschiedliche Eigenschaften und Eigenschaften auf. Insbesondere Aluminium ist das am einfachsten zu bearbeitende Metall. Der Hersteller kann scharfkantige Werkzeuge mit hoher Geschwindigkeit für weiche Metalle verwenden. Umgekehrt können zähe Legierungen wie Inconel mit Hartmetallwerkzeugen bearbeitet werden. Das bietet einen negativen Spanwinkel. Um die Bearbeitbarkeit von Metallen zu verbessern, tragen Sie Schneidflüssigkeit auf ihre Oberflächen auf.
Bohrtechniken in der Drehbearbeitung
Tiefbohren
Mit dem Tieflochbohren können Metallarbeiter tiefe Löcher in der richtigen Größe bohren. Sie können die erforderliche Tiefe jedes Mal anpassen. Dies hängt auch vom ausgewählten Materialverhalten ab. Weiches Metall wie AL kann mit tieferen Bohrern bearbeitet werden.
Andererseits erfordert das Bohren von Löchern in härteren Bauteilen wie Edelstahl kürzere Bohrer. Diese können je nach Bedarf gesteuert werden. Der Einsatz von Software ermöglicht eine genaue und geordnete Steuerung der Bohrvorgänge.
Bohrer mit Kühlmitteldurchführung
Bei speziellen Bohrertypen schützen die eingebauten Kanäle vor zu großer Hitze. Diese Kanäle pumpen das Kühlmittel direkt in den Bohrer und sorgen so dafür, dass dieser bei Dauerbetrieb kühl bleibt. Diese Werkzeuge minimieren das Risiko eines Bohrerabbruchs bei reibungsloser Arbeit.
Werkzeuggeometrie
Bohrer werden in verschiedenen Formen und Größen hergestellt. Ihre spezielle Form wird im Allgemeinen als parabolische Nut bezeichnet. Diese Formen ermöglichen tiefe, ununterbrochene Löcher, ohne dass Späne entstehen. Die gespaltene Spitze von Bohrern erfordert weniger Kraft zum Schneiden und Drücken des Bohrers in das Material.
Minimieren des Rundlauffehlers
Minimieren Sie den Rundlauffehler, der durch unregelmäßige Drehbewegungen des Bohrers entsteht. Verwenden Sie hochwertige Spannfutter und Spannzangen und halten Sie den Bohrer ruhig. Auf diese Weise erhalten Sie ein gerades und präzises Loch.
Spindelausrichtung
Die Spindeln der Maschine greifen die Bohrer. Passen Sie die Ausrichtung der Maschinenspindel an, um gerade Löcher zu bohren. Diese Einstellungen können mit Spezialwerkzeugen vorgenommen werden. Dies erleichtert das Überprüfen und Ändern der Ausrichtungen.
Dynamisches Balancing
Balancieren Sie die rotierenden Teile der Maschine und reduzieren Sie die Vibrationen, die bei hohen Geschwindigkeiten auftreten.
Oberflächenbeschaffenheit der Bohrung
Reinigen Sie die Bohrlochoberflächen gründlich, damit die Schrauben problemlos in die Gewinde passen. Verwenden Sie die polierten Nuten der Bohrer, um Reibung und Schwierigkeiten bei der Spanabfuhr zu minimieren.
Vorschubgeschwindigkeit
Vorschubgeschwindigkeiten sind die Geschwindigkeitsparameter, mit denen der Bohrer in das Werkstück eindringt. Besonders in der Nähe der Enden der Löcher besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit von Bohrerschäden und Metallen. Daher ist die Anpassung der Vorschubgeschwindigkeit wichtig, um die Qualität der Löcher aufrechtzuerhalten. Reduzieren Sie Reibung und Hitze durch Kühlmittel oder Schmiermittel. Sie erhöhen die Lebensdauer des Bohrers.
Gewindeschneidtechniken und Innovationen
Gewindeform- vs. Gewindeschneidtechniken
Gewinde können durch Form- und Schneidtechniken hergestellt werden. Beim Formprozess ersetzt das Gewinde das Material entlang der Werkstücke. Es formt das Material um und ist für weiche Metalle wie Al oder Cu geeignet. Beim Gewindeschneiden wird das Material entfernt, um das Gewinde zu erzeugen. Es ist für die Arbeit mit härteren Komponenten wie Edelstahl geeignet.
Erweiterte Gewindeschneidvorrichtungen
Fortschrittliche Gewindeschneidaufsätze im Gewindeschneidprozess führen zu präzisen und funktionalen Ergebnissen. Durch die Verwendung von schwimmenden Gewindeschneidhaltern werden Offsetfehler oder kleine Fehlausrichtungen ausgeglichen. Ebenso schützen drehmomentgesteuerte Gewindeschneidköpfe den Gewindebohrer vor Beschädigungen. Diese Aufsätze ermöglichen es dem Bediener, die während der Verarbeitung angewendete Kraftrate zu überwachen.
Umgang mit Gewindebohrerbrüchen
Mit Spezialwerkzeugen oder durch Funkenerosion können die abgebrochenen Gewindebohrer entfernt werden, ohne die Werkstücke zu beschädigen.
Gewindebearbeitung auf CNC-Drehmaschinen
Mehrstufiges Gewindeschneiden für Präzision
Hersteller profitieren vom mehrstufigen Gewindeschneiden für eine präzise Leistung. Diese Technik erhöht die Lebensdauer des Werkzeugs. Verwenden Sie konsequent Schmiermittel, um ein Hindernis für die Hitzeentwicklung zu schaffen. Erhöhen Sie die Schnitttiefe in kleinen Schritten, um feine Gewinde zu erzeugen.
Programmieren komplexer Thread-Profile
Erstellen Sie G-Codes für nicht standardmäßige Gewinde. Erklären Sie deren Steigung, Tiefe und Winkel im Programm. Beispiel:
gcode
Code kopieren
G76 P020060 Q200 R0.02
G76 X25 Z-50 P600 Q300 F1.5
Dadurch entsteht ein präzises Gewinde mit 1.5 mm Steigung und kontrollierter Verjüngung.
Wie lassen sich Abweichungen in der Gewindesteigung überwinden?
Erkennen Sie Abweichungen mithilfe von Gewindeprüfwerkzeugen. Zum Beispiel mit einem Gewindesteigungsmikrometer. Nehmen Sie wichtige Änderungen an der Spindeldrehzahl vor. Diese Geschwindigkeitsanpassungen sorgen dafür, dass beim Gewindeschneiden die Steigung gleichmäßig bleibt.
Erweiterte CNC-Programmierung zum Bohren und Gewindeschneiden
G-Code zum Bohren optimieren
gcode
G83 X0 Y0 Z-40 Q5 R2 F100
Hier definiert „Q5“ die Zustelltiefe. Sie sorgt für eine kontrollierte Spanabfuhr. Passen Sie die Vorschubgeschwindigkeit „F100“ an. Sie richtet sich nach der Materialhärte und dem Bohrertyp.
Tippen mit Echtzeitanpassungen
Verwenden Sie erweiterte Zyklen wie G84 zum Gewindeschneiden. Fügen Sie Verweilzeiten hinzu, um die Gewindeverzerrung zu verringern:
gcode
Code kopieren
G84 X0 Y0 Z-15 R2 F1.5 L1.0
„L1.0“ ist eine sanfte Umkehrung des Gewindebohrvorgangs, die ein Überschneiden vermeidet.
CAD/CAM-Integration
Die CAD/CAM-Software ermöglicht die Programmierung komplexer Gewindeerstellungen. Die Simulationsintegrationen helfen dabei, Kollisionen oder Werkzeugwegfehler vor der Verarbeitung zu erkennen. Es wird empfohlen, den G-Code noch einmal zu überprüfen. So können Sie die Kompatibilität von benutzerdefinierten Gewinden innerhalb der Maschine beurteilen.
Häufige Herausforderungen bei Drehoperationen
Überwachung des Werkzeugverschleißes
CNC-Bearbeitungsmaschinen sind mit Sensoren und Erkennungskomponenten ausgestattet. Diese Prozesse reduzieren den Werkzeugverschleiß und erkennen Fehler, übermäßige Vibrationen oder Krafteinwirkung während der Bearbeitung. Eine regelmäßige Inspektion von Gewindebohrern und Bohrern unter Vergrößerung erkennt frühzeitig das Schadensrisiko.
Umgang mit Hitze und Spänen
Der clevere Schritt zur Kontrolle von Hitze und Spänen ist der Einsatz von Kühlmittel- oder Luftdüsen mit hohem Durchfluss. Darüber hinaus kontrollieren die Spanförderer oder -schutzvorrichtungen die Spanansammlung in Sacklöchern oder engen Löchern.
Umgang mit materialspezifischen Problemen
Titanmetalle sind zähe Materialien, die mit moderaten Schnittgeschwindigkeiten bearbeitet werden müssen. Sie müssen jedoch Schmiermittel verwenden, die das Festfressen verhindern, und die Hitze bei weichen Legierungen bzw. Kunststoffen minimieren. Scharfe Schneidwerkzeuge sind eine Option, um die Oberflächenbeschaffenheit empfindlicher Legierungen zu erhalten.
Qualitätssicherung und -optimierung
Präzise Gewindeprüfung
Prüflehren wie Go/No-Go bieten Gewindegenauigkeit. Die weiteren Maschinen wie optische Komparatoren oder Koordinatenmessgeräte erstellen detaillierte Messungen des Gewindes. Diese Techniken liefern flexible Gewinde, die den ISO- oder UNC-Standards entsprechen.
Prozessüberwachung in Echtzeit
Durch die Installation von Drehmoment- und Kraftsensoren können Sie den Gewindeschneidvorgang in Echtzeit überwachen. Sie erkennen Abweichungen und verringern Fehler bei Gewinden und Werkzeugen.
Automatisierung und KI-Integration
IoT-Geräte arbeiten mit anderen Komponenten zusammen. Sie überwachen die Thread-Produktion in Echtzeit. Darüber hinaus hat die Hinzufügung von KI-Technologie die Verwaltung riesiger Datensätze weiter vereinfacht. Diese Tools helfen bei der Behebung verschiedener Mängel. Das kann den Threading-Prozess beeinträchtigen.
Fazit
Drehbohr- und Gewindeschneidprozesse sind kein Kinderspiel. Diese konservativen Techniken erfordern fortschrittliche Werkzeuge, um präzise Ergebnisse zu erzielen. Da sie nicht sichtbar sind, bereiten den Herstellern mehrere versteckte Herausforderungen bei der Bearbeitung Probleme.
Sie können diese Probleme jedoch beheben, indem sie adaptive Programmierung, Vibrationskontrolle und Echtzeitüberwachung nutzen. Diese Techniken sorgen außerdem für Gewinde höchster Qualität. Letztendlich steigert es ihre Effizienz und Zuverlässigkeit bei der modernen CNC-Bearbeitung.
