Richtlinie für Gewindebohrungen

Derzeit gibt es zahlreiche Probleme im Zusammenhang mit Gewindekomponenten in der tatsächlichen Produktion. Einige resultieren aus Konstruktionsfehlern, andere aus Norm- und Spezifikationsproblemen. Um diese Probleme besser zusammenzufassen und zu erläutern, wurden die folgenden Gewindeprobleme zusammengestellt.

Das Gewindefräsen ist eine entscheidende Anwendung in CNC-Bearbeitungszentren, und die Qualität sowie Effizienz der Gewindeverarbeitung wirken sich direkt auf die Qualität der Bauteilbearbeitung und die Produktionseffizienz der Bearbeitungszentren aus.

Gewinde beziehen sich auf kontinuierliche Erhöhungen mit einem bestimmten Querschnitt, die eine spiralförmige Linie auf der Oberfläche zylindrischer oder konischer Körper bilden. Gewinde können je nach Lage am Körper in Außengewinde und Innengewinde unterteilt werden. Nach der Form ihres Querschnitts (Zahnprofil) können Gewinde rechteckig, dreieckig, trapezförmig, sägezahnförmig oder andere Sonderformen aufweisen. Häufig verwendete Gewinde sind dreieckige und trapezförmige Gewinde. Bei der Behandlung von gewindebezogenen Problemen ist es wichtig, diese unterschiedlichen Gewindearten zu berücksichtigen und sie je nach tatsächlichem Bedarf auszuwählen und anzuwenden.

1. Grundloch und Gewinde

Das Grundloch bezieht sich auf den vor dem Gewindeschneiden mit einem Gewindebohrer reservierten Lochdurchmesser für ein Innengewinde. Allgemein bezeichnet es das innere kreisförmige Loch im Werkstück, das unterste oder oberste kreisförmige Loch, auch als Grundloch bekannt. Warum ist während der Produktion ein Toleranzspiel zwischen Gewinde und Grundloch erforderlich?

1-1. Vermeidung von Nacharbeit oder Werkzeugschäden durch zu kleines oder passendes Grundloch:

Beispielsweise, wenn das Gewinde auf einer 2D-Zeichnung als M3*0,5 angegeben ist und der Grundlochdurchmesser ≤2,3 beträgt, verhindert das zu kleine Grundloch das Gewindeschneiden mit dem Gewindebohrer, was eine Nachbearbeitung des Grundlochs erforderlich macht. Wenn der Grundlochdurchmesser ≥2,8 beträgt und nahe oder identisch mit dem Innendurchmesser des Gewindes ist, kann das Gewindeschneiden dazu führen, dass der Gewindebohrer stecken bleibt, was zu einem möglichen Bruch des Gewindebohrers führt.

1-2. Vermeidung von Gewindeabriss durch zu großes Grundloch:

Beispielsweise, wenn das Gewinde auf einer 2D-Zeichnung als M3*0,5 angegeben ist und der Grundlochdurchmesser 2,8 beträgt, beträgt die effektive Gewindetiefe auf einer Seite nur 0,1 mm. Dieser kleine Gewindekontaktbereich kann zum Abriss des Gewindes führen. Zwar können einige Gewindeeinsätze dies beheben, aber allgemein wird dies nicht empfohlen.

Erläuterung:

Gewindeabriss: Bei Gewindeverbindungen tritt dies auf, wenn die Gewinde an der Verbindungsstelle durch übermäßige Kraft oder andere Gründe abgenutzt werden, sodass die Gewinde nicht mehr ineinandergreifen können. In einem solchen Fall kann die Gewindeverbindung nicht mehr festgezogen werden.

2 Gewindetabelle

3. Gewindeeinsätze

Wie bereits erwähnt, kann ein zu großes Grundloch durch die Verwendung von Gewindeeinsätzen behoben werden. Aber was genau sind Gewindeeinsätze? In der CNC-Mechanik bezeichnet man Gewindeeinsätze als Gewindehülsen, wie unten dargestellt. Sie können nach dem Gewindeschneiden dem Gewinde hinzugefügt werden. Welche Vorteile bietet die Verwendung von Gewindeeinsätzen? Gibt es negative Auswirkungen auf die Bauteile?

Gewindeeinsätze dienen dazu, die Verbindungskraft, Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen, ein Lockern zu verhindern und Stoßfestigkeit zu gewährleisten, wodurch die Lebensdauer des Gewindes verlängert wird. Gewinde, als Montagestellen, unterliegen häufigen Rotationsbewegungen, die im Laufe der Zeit zu Schäden führen können, was zu Gewindeabriss oder der Unfähigkeit, das Gewinde festzuziehen, führt. Erfahrende Konstrukteure antizipieren dieses Szenario oft bereits in der Entwurfsphase und geben auf den Zeichnungen an, welche Gewinde Einsätze benötigen. Ziel ist es, die Nutzungsdauer des Gewindes zu verlängern und dadurch die Gesamtnutzungsdauer des Produkts zu erhöhen.

Beispielsweise, wenn ein Gewinde auf einer 2D-Zeichnung als M3*0,5 angegeben ist und der Grundlochdurchmesser 3,0 beträgt, kann dies durch die Verwendung eines M3-Gewindeeinsatzes behoben werden.

4. Gewindeeinsatz-Abmessungstabelle

5. Effektive Gewindetiefe

Die Gewindetiefe bezieht sich im Allgemeinen auf die effektive Länge eines Gewindes. Unter normalen Umständen sollte die Tiefe des Grundlochs für das Gewindeschneiden größer als die effektive Länge des Gewindes sein. Beim Bohren des Grundlochs hat der Bohrer eine spitze Spitze, während der Gewindebohrer eine flache Spitze hat. Da der Gewindebohrer mit flacher Spitze nicht den alleruntersten Bereich des Grundlochs vollständig erfassen kann, wird empfohlen, bei der Gestaltung von Sacklöchern mindestens die halbe Lochdurchmesserlänge als unverschraubte Länge zu belassen. Bei längeren Gewindelöchern werden spezielle Werkzeuge benötigt, was die Bearbeitungszeit und -kosten erhöht. Daher ist es ratsam, dass die effektive Gewindelänge das Dreifache des Lochdurchmessers nicht überschreitet.

6. Gewinde-Beschriftungsstandards in 2D-Zeichnungen

Interpretation:

• Merkmalscode: Stellt die Gewindeart dar, z. B. M für Standardgewinde.
• Größencode: Stellt Nenndurchmesser * Steigung dar, z. B. 3*0,5 (3 ist der Nenndurchmesser, 0,5 ist die Steigung).
• Toleranzzonen-Code: Besteht aus Toleranzgrad-Code (Zahl) und Grundabweichung-Code (Kleinbuchstabe für Außengewinde, Großbuchstabe für Innengewinde), z. B. 6H.
• Effektive Längencode: Wird durch den Code L (lang), N (mittel), S (kurz) angegeben, um die effektive Gewindelänge darzustellen. Bei mittlerer effektiver Länge wird N nicht angegeben.
• Richtungscode: Nicht für Rechtsgewinde angegeben; LH wird für Linksgewinde angegeben.

Wenn die obigen Beschriftungen zu kompliziert erscheinen, kann ein vereinfachter Ansatz verwendet werden, wie in der folgenden Abbildung dargestellt.

Interpretation:

:8 Grundlöcher mit einem Durchmesser von 4,2, Gewinde M5, effektive Gewindetiefe 10, Innengewindetoleranz 6H.

:Ein Durchgangsloch mit einem Durchmesser von 14 durch das Bauteil.

: Gibt die Tiefe an.

7. Gewindebohrungsposition

Gewindebohrungen sollten innerhalb des Bauteils positioniert werden. Wenn Gewindebohrungen zu nahe am Rand des Bauteils liegen, kann während der Bearbeitung das Gewinde in das Bauteil eindringen, was zu Randbruch führt und die Integrität des Bauteils beeinträchtigt.