Gewindeschneiden Innengewindefertigung bleibt ein kritischer Prozess

Das Ausschussrisiko ist hoch. Deshalb ist der Prozess der Innengewindefertigung als letzte Fertigungsoperation an einem Werkstück gefürchtet. Denn die Werkstücke haben inzwischen einen hohen Wert, und so ist Prozesssicherheit ein entscheidender Faktor bei der Einarbeitung der Gewinde. Hier die wirtschaftlichste und effizienteste Herstellungsmöglichkeit zu finden, ist eine große Herausforderung.

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Innengewindehersteller benötigen saubere, lehrenhaltige Gewinde, störungsfreie Maschinen, eine saubere Spanabfuhr und eine hohe Werkzeugstandzeit. Deshalb konstruieren Werkzeughersteller Gewindewerkzeuge so, dass sie selbst unter ungünstigsten Bedingungen qualitativ einwandfreie Ergebnisse erreichen. Denn die Gewindebearbeitung ist ein kritischer formgebender Prozess, bei dem das Werkzeug, die Maschine, die Aufspannung und das Werkstück präzise aufeinander abzustimmen sind.

Die Kunst des Herstellers ist es, diese ganzen Einflussgrößen zusammenzubringen und so weit zu optimieren, dass für den Kunden die preiswerteste und schnellste Lösung herauskommt. Doch wie erreichen Hersteller diese Präzision?

Die drei wesentlichen Einflussfaktoren sind eine Kombination aus dem Schneidstoff, der Beschichtung und der entsprechenden Mikro- und Makrogeometrie des Werkzeuges. „Werkzeughersteller entwickeln ihre eigenen Beschichtungen vom Substrat über die Schleiftechnologie, Geometrie und Mikrogeometrie“, erklärt Dr. Tilo Krieg, Direktor Produktmarketing Bohren der Firma Kennametal.

„Hierbei werden einfach verschiedene Optionen getestet, ausgeschlossen und angepasst, bis ein optimales Paket für den Kunden geschnürt ist“, so Dr. Krieg weiter. Dieses Zusammenspiel ist das Geheimnis der Hersteller und macht ihren Erfolg aus.

HSS-Stahl muss Elastizität behalten

Werkzeuge bestehen meist aus HSS-Stahl, der gehärtet und geschliffen wird, wobei er eine gewisse Elastizität behalten muss, so dass das Werkzeug im Einsatz nicht abbricht. Wenn es fertig ist, wird eine Hartstoffschicht aus Titannitrid, Titancarbonnitrid oder Diamant aufgetragen. Die schwersten Fehler liegen bei der Auswahl des Stahls, den Legierungsbestandteilen, der Beschichtung oder dem Prozess der Warmbehandlung.

„So können Fehler bei der Wärmebehandlung im Werkzeug unterschiedliche Härten hervorrufen, die später zum Werkzeugverschleiß oder gar zum Bruch führen“, erläutert Mathias Pfitzenmeier, Direktor Produktmarketing Fräsen der Firma Kennametal. „Wenn Schichthaftungsprobleme auftreten, hängt das oft mit der Vorbehandlung zusammen, bei der Partikel im Grundmaterial eingeschlossen werden“, erklärt Mathias Pfitzenmeier weiter.

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