Gerolltes Gewinde vs. geschnittenes Gewinde - Die Unterschiede und Vorteile jedes Gewindetyps

Für viele Arten von Verbindungselementen gibt es mehrere Möglichkeiten, das Gewinde herzustellen. Zwei der am häufigsten verwendeten Verfahren sind das Walzen und Schneiden von Gewinden.

Wir werfen einen Blick auf den Herstellungsprozess beider Gewindetypen und heben den Unterschied zwischen geschnittenen und gewalzten Gewinden sowie die Vor- und Nachteile dieser Methoden hervor, um Ihnen bei der Auswahl des für Ihre Anwendung am besten geeigneten Gewindes zu helfen.

Was ist ein geschnittener Faden?

Ein geschnittenes Gewinde, auch als bearbeitetes Gewinde bezeichnet, wird durch Abtragen von Material zur Erstellung des Gewindeprofils hergestellt.

Dies erfolgt häufig durch die Bearbeitung einer Stange oder eines Rohlings mit einem Einpunktwerkzeug, Gewindewerkzeugen, Gewindefräsern oder einem Gewindebohrer, um die gewünschte Gewindesteigung zu erreichen.

Was ist ein gerollter Faden?

Im Gegensatz zu einem geschnittenen Gewinde wird ein Walzgewinde durch Umformen des Materials unter Verwendung von Flachplatten, Rundwerkzeugen und anderen Formwerkzeugen hergestellt.

Dabei wird das Material nicht abgetragen, sondern durch das Profil der Platten und Rundwerkzeuge verformt.

Dieses Verfahren ist jedoch nicht für alle Materialien geeignet, insbesondere bei Hochleistungslegierungen, da diese für den Walzvorgang zu spröde sein können.

Vor- und Nachteile von Cut Threads

Abgeschnittene Gewinde finden sich häufig in Teilen wie unseren Gewindemuttern und in einer Vielzahl unserer kundenspezifisch hergestellten Teile.

Bauteile mit abgeschnittenem Gewinde machen zwar einen kleineren Teil unseres Lagerbestands aus, bieten jedoch eine Reihe von Vorteilen, die sie zu einer geeigneten Wahl machen können, sowie einige Nachteile, die sie möglicherweise ungeeignet machen.

Vorteile von Cut Thread

• Geschnittene Fäden haben eine saubere Oberfläche

Bauteile mit einem abgeschnittenen Gewinde, wie Schrauben, Muttern und Bolzen aus Edelstahl, können ordentlicher und sauberer aussehen als gerollte Versionen. Daher eignen sich gefräste Gewinde ideal für Anwendungen, bei denen es auf Ästhetik ankommt. Dies bedeutet jedoch nicht, dass Walzgewinde nicht in derselben Anwendung verwendet werden könnten.

• Niedrige Werkzeugkosten

Zur Herstellung eines geschnittenen Gewindes können verschiedene Werkzeuge verwendet werden. Schraubwerkzeuge sind oft kleiner und kostengünstiger als die Walzplatten, die zur Herstellung von Walzgewinden verwendet werden. Geschnittene Gewinde können mit einfachen Handwerkzeugen und Standardwerkzeugmaschinen hergestellt werden und eignen sich besser für kleine Stückzahlen oder Sondergrößen.

• Wenige Einschränkungen

Im Gegensatz zu gewalzten Gewinden sind bei geschnittenen Gewinden aufgrund der verwendeten Werkzeuge weniger Einschränkungen hinsichtlich des Gewindedurchmessers und der Gewindelänge gegeben. Schneidgewinde können auch über kurze Strecken, innerhalb von Karosserien und in anderen Situationen erzeugt werden, in denen kein Freiraum für den Betrieb eines Formwerkzeugs vorhanden ist.

Nachteile von geschnittenen Fäden

• Grate

Wenn ein Material geschnitten wird, kann es sein, dass die Kanten scharfe/raue Kanten aufweisen, was als Grat bezeichnet wird. Die Grate müssen aus Sicherheits- und Leistungsgründen entfernt werden, was zeitaufwändig sein kann. Aus diesem Grund ist es üblich, Verbindungselemente gratfrei zu liefern. Grate treten häufig an bearbeiteten Teilen auf, und ein Entgratwerkzeug wird verwendet, um sie nach der Herstellung zu entfernen.

• Höhere Herstellungskosten

Trotz geringerer anfänglicher Kosten ist die gesamte Bearbeitung häufig mit höheren Betriebskosten verbunden, da mehr Abfall und höhere Arbeitskosten für den Betrieb der Ausrüstung anfallen. Die Wartung der Schraubwerkzeuge ist regelmäßig erforderlich, und die Fräser müssen aufgrund der kürzeren Werkzeugstandzeit und der geringeren Lebensdauer häufiger ausgetauscht werden, was die potenzielle Leistung einer Arbeitsstation verringert.

• Erzeugt einen Span

Das

Gewindeschneiden ist ein subtraktives Herstellungsverfahren, bei dem Material entfernt wird, um die Gewindeform zu erzeugen. Die Entfernung dieses überschüssigen Materials erzeugt Abfall, der allgemein als Späne bezeichnet wird. Da der Abfall aus dem gleichen Material wie das Produkt hergestellt wird, ist die Entsorgung sowohl kostspielig als auch die Effizienz des Prozesses verringert. Moderne Herstellungstechniken trennen den Bediener, wo immer möglich, von den Spänen, es besteht jedoch immer noch ein Verletzungsrisiko für das Personal.

Vor- und Nachteile von gewalzten Gewinden

Komponenten mit gewalztem Gewinde finden Sie in unserem gesamten Angebot an Verbindungselementen aus Edelstahl, wobei dieser Gewindetyp den Großteil der Maschinenschrauben ausmacht, die wir standardmäßig anbieten. Walzgewinde haben wie geschnittene Gewinde einzigartige Vor- und Nachteile für verschiedene Anwendungen.

Vorteile von gewalztem Gewinde

• Höhere Qualität und höhere Zugfestigkeit

Der Teil ohne Gewinde, auch Rohlinge genannt, wird zwischen zwei Matrizen gedrückt, die die Gewindeform aufweisen. Anschließend verformen sie die Rohlinge und bringen sie in die gewünschte Form. Dieser Kaltverformungsprozess verursacht mehr Verwerfungen in der kristallinen Struktur eines Metalls, wodurch es kaltverhärtet wird. Gewinde, die mit einer Gewindewalzmaschine hergestellt werden, sind 30% stärker als unbehandelte Schnittfäden gleicher Größe. Durch Wärmebehandlung und Nachbearbeitung von geschnittenen Gewinden wird dieser Unterschied jedoch verringert.

• Kosteneffektiv

Gewindewalzmaschinen verwenden einen Rohling mit kleinerem Durchmesser als eine Spindelschneidemaschine. Da beim Walzen kein Material entfernt wird, entsteht kein Abfall. Aufgrund des Walzfertigungsverfahrens können die Vorschubgeschwindigkeit und der Durchsatz bis zu oder sogar mehr als zehnmal schneller sein als beim herkömmlichen Einzelpunkt-Gewindeschneiden. In Kombination dieser Faktoren können die Kosten pro Teil aufgrund der geringeren Betriebs-, Material- und Bearbeitungszeit erheblich gesenkt werden.

• Resistenz gegen Ermüdung

Durch

die Umformung des Metalls entsteht am unteren Durchmesser des Gewindes ein glatter Wurzelradius. Dadurch ist das Teil frei von Rissen oder Schneidspuren. Diese Markierungen können die Belastung erhöhen und die Kraft auf einen einzigen Punkt konzentrieren. Dies kann zu schnelleren Ermüdungsausfällen und einer Verkürzung der Produktlebensdauer führen.

Nachteile von gewalztem Gewinde

• Höhere Kosten für die Ersteinrichtung

Gewindewalzwerkzeuge sind in der Herstellung im Vergleich zu Gewindeschneidwerkzeugen deutlich teurer. Walzwerkzeuge benötigen außerdem eine erhebliche Rüstzeit, um sicherzustellen, dass die Teile den erforderlichen Normen entsprechen, und manchmal müssen mehrere Teile durch die Werkzeuge gefahren werden, um sicherzustellen, dass das Endprodukt einer bestimmten Spezifikation entspricht.

• Beschränkungen der Gewindelänge/des Durchmessers

Aufgrund der Betriebsumfang typischer Gewinderollanlagen gibt es Einschränkungen hinsichtlich der erreichbaren Längen und Durchmesser. Gewinderollmaschinen sind unglaublich teuer und eignen sich oft nur für die Herstellung eines engen Abmessungsbereichs von Gewinden, sodass sie für eine typische Werkstatt weniger geeignet sind. Dies kann dazu führen, dass zur Herstellung von Teilen erheblich erhöhte Werkzeugkosten erforderlich sind oder dass die Teile für den Gewindewalzprozess nicht geeignet sind.

• Nicht alle Materialien sind für gewalzte Gewinde geeignet

Materialien, die spröde oder eine geringe Duktilität aufweisen, eignen sich nicht immer für den Gewindewalzprozess. Da der Prozess eine plastische Verformung erfordert, führt das Material, wenn es die Belastung nicht aufnehmen kann, zum Ausfall des Teils und möglicherweise zu Werkzeugschäden oder Produktionsverzögerungen.

Das folgende Video, das von Tesker erstellt wurde, zeigt den Gewindewalzprozess auf einer Tesker-Maschine im Vergleich zum Schneiden von Gewinden.

Gerollte Gewinde gegen geschnittene Gewinde — was ist besser?

Für viele Anwendungen sind sowohl geschnittene als auch gewalzte Gewinde austauschbar. Gerollte Gewinde sind deutlich kostengünstiger herzustellen, wobei die überwiegende Mehrheit der Standardbefestigungen im Gewindewalzverfahren hergestellt wird.

Wenn Sie einen bestimmten Gewindetyp benötigen, helfen wir Ihnen gerne dabei, den für Ihre Anwendung am besten geeigneten Gewindetyp zu finden. Unser Ingenieurteam kann maßgeschneiderte Fertigungsangebote auf der Grundlage Ihrer Anforderungen unterbreiten.

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