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Gewindewirbeln
Schneller, präziser, effektiver

Wirtschaftliche Alternative zum Gewindefräsen oder -schleifen rotationssymmetrischer Teile

Zum grundsätzlichen Prozess des Gewindewirbelns finden sich im Internet zahlreiche Hinweise. Als Sonderform des Fräsens erlaubt es grundsätzlich, den Vorgang des Schneidens von Innen- und Außengewinden auf Fräsmaschinen zu verlagern. Dazu wird ein Wirbelwerkzeug mit mehreren verschleißfesten Wendeschneidplatten aus Hartmetall in die Fräsmaschine eingesetzt. Die Schneidwerkzeuge wiederum verfügen über bis zu drei nutzbare Schneiden. Das Werkzeug umkreist den Gewinderohling exzentrisch mit hoher Drehzahl und schneidet die gewünschten Gewindegänge sukzessive und kurzspanig aus. Da der Rohling unter langsamem Vorschub mitdreht, werden die Gewindegänge nacheinander und mit definierter Tiefe in das Material eingebracht. Dabei wird durch die radiale Zustellung des Wirbelkopfes die jeweilige Gewindetiefe bestimmt. Auf diese Weise lassen sich alle Innen- und Außengewinde herstellen, sowohl Rechts- als auch Linksgewinde. So können beispielsweise Drehbankspindeln genauso gefertigt werden wie etwa Knochenschrauben für die Medizintechnik.

Verfahren trägt unterschiedliche Namen

Das Gewindewirbeln ist auch unter dem Namen Gewindeschälen bekannt. Ein weiterer wichtiger Vorteil ist, dass sich auch sonst schwer zerspanbare Materialien mit geringen Toleranzen unproblematisch verarbeiten lassen. Werkzeuge und Kinematik sind ähnlich denen beim Fräsen, wobei die Standzeiten wegen des optimalen Verschleißschutzes entsprechend länger sind. Zur Herstellung von Außengewinden wird ein Wirbelring mit innenliegenden Schneiden eingesetzt. Durch das langsame Drehen des Werkstücks werden Unwuchten zuverlässig vermieden. Hinzu kommt die Begrenzung von Wärmeeinflüssen aufgrund der gleichmäßigen Spanbildung. Auf diese Weise kann ein hoher Prozentsatz der Werkstücke trocken bearbeitet werden. Das Wirbeln von Gewinden generiert weichere Anschnitte und arbeitet mit einer geringeren Schnittleistung bei gleichzeitig größeren Abträgen. Das macht das Wirbelverfahren mit größeren Schnitt- und Vorschubgeschwindigkeiten im Vergleich zum Fräsen schneller. Die erzielbaren Oberflächengüten sind mit geschliffenen Werkstücken vergleichbar.

Gewindewirbeln mit exeron HSC

Wirbeln ersetzt die konventionellen Bearbeitungsverfahren wie Fräsen, Drehen und Schleifen. Dazu bedarf es allerdings wie bei der exeron HSC Maschinenreihe einer High-End-Maschinentechnik, die höchste Vorgaben an Steifigkeit und Präzision erfüllt. Direkte Wegmesssysteme und hochgenaue Torque-Antriebe erlauben eine Hartbearbeitung der Bauteile ohne nachgeordnete Arbeitsschritte, etwa durch Schleifen. Jüngste Forschungsergebnisse zeigen, dass durch eine verbesserte Prozesskinematik die niedrigen Drehzahlen der Werkstücke so gesteuert werden können, dass parallel gedreht werden kann. Unter Beibehaltung sämtlicher Vorteile ist eine zusätzliche Produktivitätssteigerung von geschätzt zwischen 20 und 30 Prozent erreichbar. exeron setzt das Wirbelverfahren bei schwer zerspanbaren und/oder gehärteten Werkstoffen ein, die konventionell nicht zu bearbeiten sind. Hinzu kommen große Gewindetiefen und Sonderformen sowie Gewinde mit sehr engen Toleranzen. Das rotierende Werkzeug, ein Formfräser mit der Kontur einer Gewindeflanke, taucht spiralförmig in das Werkstück und formt die Gewindegänge aus. Dabei entspricht die Strecke während der spiralförmigen Eintauchbewegung entlang der Werkzeuachse (Z-Achse) der Gewindesteigung. Einzige Voraussetzung für den Einsatz des Wirbelverfahrens: Das Werkstück muss bereits auf den Kerndurchmesser durch Fräsen oder Bohren vorbearbeitet sein. Das gesamte HSC Maschinenprogramm von exeron sowie die Steuerungssoftware sind auf den Einsatz des Gewindewirbelns bereits serienmäßig vorbereitet

Karl-Heinz Glunk (Anwendungstechnik HSC Line) zur Technik: "Das Gewindewirbeln gibt es ja schon länger, aber oft wissen Hersteller und Anwender zu wenig darüber und vertrauen deshalb lieber auf die Standard-Bearbeitung. Bei uns stimmt aber der Service, denn wir helfen bei Werkzeugauswahl und auch mit Material-Schnittwerten. Deshalb können unsere Kunden auch das Gewindewirbeln bedenkenlos einsetzen."

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