Gewindebohrungen mit Qualität

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Doch erstklassiges Gewindebohren hängt nicht allein vom Werkzeug ab. Auch die Aufspannung des Bauteils spielt eine wichtige Rolle. Ein stabil gespanntes Bauteil verhindert ungewollte Bewegungen, die die Gewindequalität vermindern und sogar zum Bruch des Gewindebohrers führen können. Das gilt es vor allem bei wertvollen Bauteilen zu vermeiden, die einen besonders hohen Reparaturaufwand erfordern und in der Regel den Einsatz der Funkenerodier-Technologie durch einen Experten notwendig machen. Dies verursacht nicht nur zusätzliche Kosten, sondern kann auch zu Produktionsverzögerungen führen. Darunter leidet letztlich die Reputation des Unternehmens; auch Folgeaufträge können ausbleiben.

Sandvik Coromant CoroTap 200 für Durchgangsbohrungen: Die geradegenuteten Gewindebohrer mit Schälanschnitt schieben die Späne vorwärts und verfügen aufgrund von flachen Spankanälen über eine sehr starke Gewindebohrerkonstruktion. Die Spankanäle werden nur für den Kühlschmierstoff, nicht aber für die Spanabfuhr verwendet.

Den richtigen Durchmesser für das Gewindekernloch wählen

Ein weiterer wichtiger, oft übersehener Faktor nimmt bereits vor dem eigentlichen Gewindebohren Einfluss auf den Herstellungsprozess: der Bohrerdurchmesser. Oft wird fälschlicherweise immer noch davon ausgegangen, dass der Kernbohrungsdurchmesser für das Gewindebohren und das Gewindeformen gleich ist. Nutzt man also die empfohlene Bohrungsgröße für einen Standard-Gewindebohrer für einen Gewindeformer, ist die Bohrung viel zu klein und meist der Bruch des Gewindeformers die Folge.

Eine falsche Kombination aus Bohrerwahl und Schnittdaten für die Herstellung der Kernbohrung kann zu einer unerwünschten Aufhärtung der Randschicht in der Bohrung führen – das reduziert die Standzeit der folgenden Gewindebohrbearbeitung erheblich. Weitere Faktoren, die unbedingt kontrolliert werden sollten: der Einsatz von geeigneten Kühlschmierstoffen, eine korrekte Schnittgeschwindigkeit und ein gleichmäßiger Vorschub des Gewindebohrers. Ein ungleichmäßiger Vorschub kann Deformationen erzeugen, zum Beispiel eine trichterförmige Aufweitung.

Sandvik Coromant CoroTap 300: Die spiralgenuteten Gewindebohrer sind für die Bearbeitung von Sacklochbohrungen ausgelegt. Der Spankanal transportiert die Späne aus der Bohrung und wird außerdem für den Kühlschmierstoff verwendet. Es gibt mehrere Steigungswinkel für unterschiedliche Anwendungen.

Passt der Gewindebohrer zum Bauteilwerkstoff?

Entscheidend für die Wahl des geeigneten Gewindebohrers ist das Material des Werkstücks. Ein für Stahl entwickelter Gewindebohrer bietet in Stahl auch den größtmöglichen Erfolg. Einige Gewindebohrer aus der CoroTap-Familie von Sandvik Coromant sind in der Lage, in allen ISO P-Materialien (Stahl) bei höheren Schnittgeschwindigkeiten hochwertige Gewinde herzustellen. Ihre erhöhte Leistungsfähigkeit verdanken die Werkzeuge einem optimalen Schneidkanten-Design, das je nach Durchmesser und Anwendung variiert – dadurch werden sowohl Drehmoment als auch Axialkraft reduziert, sodass der Gewindebohrer gleichmäßiger arbeitet. Außerdem wird der Span optimal geformt, was wiederum eine verbesserte Oberflächengüte und längere Standzeiten ermöglicht. Auch eine verbesserte Schneidkante und ein verjüngtes Führungsteil können Schneidkantenausbrüche und das Drehmoment reduzieren.

Das Design der CoroTap-Werkzeuge weist eine Kombination aus verbessertem Drallwinkel der Spankanäle und innovativer Spankanalform auf, die auch bei Gewindetiefen von 3 x D für eine gute Spanabfuhr sorgt. Die Gewindebohrer bestehen aus HSS-E-PM; eine zusätzliche CoolTop-Beschichtung verstärkt die hohe Verschleißfestigkeit und optimiert die Zähigkeit dieses Materials.

Die 2012 eingeführten CoroTap 200 und 300 sind die neuesten Werkzeuge für eine optimierte Gewindeherstellung in Stahlwerkstoffen mit einer Härte bis zu 350 HB. Sie wurden entwickelt, um die Qualität zu erhöhen und zugleich die Kosten pro Bohrung zu senken. Im Einsatz bei einem Kunden übertraf der CoroTap 200 beim Gewindebohren von M8-Durchgangsbohrungen in niedriglegiertem Stahl 42CrMo4 drei Lösungen von Wettbewerbern deutlich: Bei einer Schnittgeschwindigkeit von 25 m/min und einer Gewindetiefe von 2,5 x D konnten mit dem CoroTap 200, bevor das Werkzeug getauscht wurde, 3.250 Gewinde hergestellt werden – 20 Prozent mehr als der Wettbewerb.

SynchroFlex®-Halter von Sandvik Coromant gleichen radiale und axiale Positionsabweichungen im Mikrobereich aus und reduzieren damit den Druck auf die Werkzeugflanken.

Erweiterung des Angebots

Die CoroTap-Familie umfasst auch optimierte Gewindebohrer für ISO H- (Stähle mit einer Härte von 49 bis 63 HRc), ISO M- (rostfreier Stahl), ISO K- (Gusswerkstoffe) und ISO N- (NE-Materialien) Werkstoffe. Wenn allerdings die Bauteile und Werkstoffe variieren, wie es beispielsweise in vielen Lohnfertigungen typischerweise der Fall ist, sind Allround-Gewindebohrer die beste Wahl. Denn sie bearbeiten eine Vielzahl von Bauteilwerkstoffen mit konstanter Leistung.

Ebenfalls zur CoroTap-Familie gehört eine umfangreiche Palette an universellen Gewindebohrern. Sie punkten mit zuverlässigen Leistungen in allen Materialien, von rostfreiem Stahl und Stahl über Guss bis hin zu NE-Materialien. Außerdem zeichnen sich diese Gewindebohrer durch eine verbesserte Spanabfuhr und einen konstanten Spanwinkel aus. Damit sind sie flexibel einsetzbar und eignen sich für die Bearbeitung von unterschiedlichen Materialien.

Die 2012 eingeführten CoroTap 200 und 300 sind die neuesten Werkzeuge für eine optimierte Gewindeherstellung in Stahlwerkstoffen mit einer Härte bis zu 350 HB.

Gewindeformen statt Gewindebohren

Zum CoroTap-Sortiment von Sandvik Coromant gehören auch Gewindeformer (CoroTap 400), die durch die erzwungene Fließbewegung des Materials Gewinde mit glatten Oberflächen produzieren. Im Unterschied zum Gewindebohren entstehen die Gewinde beim Gewindeformen durch plastische Verformung anstatt durch konventionelles Schneiden. Zu diesem Zweck muss der Bauteilwerkstoff eine Dehnbarkeit von mindestens sieben Prozent aufweisen und seine Zugfestigkeit sollte 1.200 N/mm² nicht übersteigen.

Überall dort, wo diese Eigenschaften vorliegen, lassen sich deutliche Vorteile erzielen. Das Gewindeformen ist gegenüber dem Gewindebohren die nachweislich sicherere Bearbeitungsmethode und bietet gewöhnlich auch längere Standzeiten. Des Weiteren kann dasselbe Werkzeug für unterschiedliche Materialien und sowohl für Durchgangs- als auch Grundbohrungen genutzt werden. Durch den Umformprozess wird auch die Ausreißfestigkeit des Gewindes erhöht. Allerdings müssen die Anwender sicherstellen, dass der Durchmesser der Vorbohrung richtig für das Gewindeformen gewählt ist und ausreichend viel Schmierstoff angewendet wird.

Werkzeugbewegungen im Griff

Bei der Gewindeherstellung muss stets sichergestellt sein, dass der ausgewählte Werkzeughalter die jeweiligen Anforderungen erfüllt. Denn der Bearbeitungsprozess ist letztlich ein komplexer Ablauf aus drehender und axialer Werkzeugbewegung. Werden diese Bewegungen nicht begrenzt oder falsch geführt, kann dies zu Unterschieden zwischen dem berechneten Maschinenvorschub und der Gewindebohrersteigung führen. In der Folge wirken sehr hohe Druckkräfte auf die Gewindeflanken. Dieser erhöhte Schneiddruck verringert sowohl die Gewindequalität als auch die Standzeit erheblich.

Bei Bearbeitungen auf CNC-Maschinen mit Synchronspindeln sind für alle Sandvik Coromant CoroTap-Gewindewerkzeuge Spannfutter des Typs SynchroFlex® ER die beste Wahl. SynchroFlex verfügt über einen präzise gefertigten Mikro-Längenausgleich beziehungsweise eine Drehmomentübertragung durch Antriebsrollen und Stifte, die radiale und axiale Positionsabweichungen im Mikrobereich ausgleicht und damit den Druck auf die Werkzeugflanken reduziert.

Mit Synchronfuttern wie dem SynchroFlex als Werkzeughalter sollten Anwender zusammen mit dem entsprechenden Kühlschmierstoff für jede Bearbeitung 100 Prozent Vorschub einsetzen.