Gewindefräsen

Ein Produktionsleiter einer deutschen Druckgießerei schickte uns ein Foto: Ein Formkern mit 62 HRC im Wert von über 40,000 € war völlig zerstört. Ein M10-Gewindebohrer war in einem Sackloch bündig abgebrochen, und das Ausbrennen mittels EDM hatte die Präzision der Lochwand beeinträchtigt. Seit über 16 Jahren unterstützen wir Maschinenbaubetriebe in Nordamerika und Europa.

Eines der frustrierendsten Szenarien in jeder Werkstatt tritt in der Endphase der Fertigung eines hochwertigen Formeinsatzes auf. Das Werkstück ist bereits auf HRC65 abgeschreckt und hat Dutzende von Bearbeitungsstunden hinter sich. Ein Bediener versucht, einen Gewindebohrer einzutreiben, doch dieser bricht am Grund des Bohrlochs ab. Ein anderer versucht es mit einem Standardgewindebohrer.

Kaum ein Moment in einer Präzisionswerkstatt ist nervenaufreibender als das Gewindeschneiden in einem Sackloch an einer Matrize im Wert von Zehntausenden von Dollar. Das Werkstück hat bereits durch Vakuumwärmebehandlung, Drahterodieren und Präzisionsschleifen erhebliche Kosten verursacht. Ein kleiner Fehler in dieser letzten Phase macht wochenlange Facharbeit und Rohmaterialien zunichte.

Ein europäischer Kunde, der Spritzgussformen herstellt, wandte sich mit einem dringenden Problem an uns. Beim Bearbeiten von M6-Innengewinden mit 1.2379 (D2)-Wendeschneidplatten, gehärtet auf 54 HRC, wurden in seinem Betrieb drei Hartmetall-Gewindefräser nacheinander zerstört. Die Bediener halbierten die Spindeldrehzahlen, wodurch sich die Zykluszeiten verdoppelten. Dennoch wiesen alle ausgebauten Werkzeuge Ausbrüche an den Gewindespitzen oder abgelöste Beschichtungen auf, und die Teile waren durchweg fehlerhaft.

Ein nordamerikanischer Kunde, spezialisiert auf Spritzgussformeneinsätze, schickte uns PM-HSS-Werkstücke, wärmebehandelt auf HRC 63–65. Beim Fräsen von M6×1.0-Innengewinden auf einem horizontalen Bearbeitungszentrum testete er drei verschiedene, für gehärtete Stähle vermarktete Fräser. Keiner konnte auch nur vier Bohrungen zuverlässig bearbeiten: Entweder brachen die Spitzen beim Eintritt aus, oder der Flankenverschleiß stieg so schnell an, dass…

Bei der Fertigung hochwertiger Teile wie Hydraulikblöcke oder Edelstahlgehäuse sind Fehler bei der Gewindeprüfung selten das größte Problem. Der eigentliche Knackpunkt sind hartnäckige Metallringe, die sich am Ein- und Ausgang des Gewindes festsetzen. Unser Team konnte dies bei einem Audit für einen Tier-1-Automobilzulieferer selbst beobachten. Sekundäre Grate in Gewindeanschlüssen sind ebenfalls ein häufiges Problem.

Bei der Unterstützung eines deutschen Werkzeugherstellers bei der Fehlersuche an Gleiteinsätzen mit einer Härte von HRC63–65 stießen wir auf ein allzu bekanntes Problem. Die Charge M6-Innengewinde bestand alle Prüfungen mit der Koordinatenmessmaschine (KMM), die optische Inspektion und die Gut/Ausschuss-Prüfung. Die Gewindeflanken wiesen jedoch durchgehend eine Oberflächenrauheit (Ra 0.4) auf, die nicht den Zielwert erreichte. Unter dem Mikroskop zeigten die Gewindewände ein deutlich sichtbares Bild.

Bei der Erstmusterprüfung von hochpräzisen Aluminium-Ventilblöcken für einen deutschen Automobilzulieferer (Tier 1) fielen die Gewinde durch. Obwohl die Zeichnungen eine metrische Gewindeklasse 6H vorschrieben, ließ sich die Ausschusslehre nicht am Gewindeeingang ansetzen, während die Gutlehre im unteren Bereich klemmte. Der Maschinenbediener passte daraufhin umgehend die Werkzeugradiuskompensation (D-Wert) an.

Ein Bearbeitungszentrum zur Herstellung von Stanzwerkzeugen für die Automobilindustrie verwendete Wendeschneidplatten aus D2-Werkzeugstahl mit einer Härte von HRC 58. Spindeldrehzahl und Vorschub waren auf 80 % der Katalogvorgaben reduziert, und die Maschinensteifigkeit war einwandfrei. Dennoch entdeckte der Bediener beim vierten M6×1.0-Sackloch nach dem Herausziehen des Werkzeugs Mikrorisse an der Schneidkante.

Dieses Szenario spielte sich in unserer Werkstatt während einer technischen Telefonkonferenz mit einem deutschen Formenhersteller ab. Es ging um einen SKD11-Einsatz, der auf HRC65 wärmebehandelt war und M6×1.0-Sacklöcher aufwies. Der Bediener verbrauchte drei brandneue Hartmetall-Gewindefräser nacheinander; keiner schaffte es über das achte Loch hinaus. Unter unserem 200-fachen Tischmikroskop…