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08/15−Gewinde anfertigen

Statt einer Schraubmutter im Gehäuse als Gegenstück zur Schraube zu händeln, ein bereits im Gehäuse vorhandenes Gewinde zu nutzen, hat mehrere Vorteile: PS: Wenn möglich, besser ein Gewinde dran als eine Schraube drin!
Die Berechnung der Gewinde-Eckdaten. Die praktische Durchführung
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Berechnung

Inhalt eines Gewindebohrersatzes (/7/ S. 225: Gewindeschneiden mit Gewindebohrern)
  • Vorschneider (1 Ring), der etwa 55% der Zerspannungsarbeit verrichtet;
  • Mittenschneider (2 Ringe), der etwa 25% der Zerspannungsarbeit verrichtet, und
  • Fertigschneider (3 oder keine Ringe), der etwa 20% der Zerspannungsarbeit verrichtet.
Voraussetzungen für die Anwendung dieses spannenden Verfahrens ist, dass die Materialstärke so dick ist, dass mind. 2 Gewindegänge eingearbeitet werden können. Beispiel für ein Gewinde M6: Die Steigung bei M6 liegt bei 1mm. Das Winkeleisen sollte hier mindestens 2mm dick sein. Achtung, Kraftschlüssige und/oder geprüfte Gewinde dürfen nicht nach 08/15 geschnitten werden.
Das Auslassen eines Schneiders überlastet die nachfolgenden Schneider, ergibt raue Gewindeflanken und kann zu Bolzenbruch führen. Handgewindebohrer mit 2 Stück je Satz, bestehen aus Vor- und Fertigschneider und werden für kurze Durchgangslöcher (0,8...1,5 mal Bohrdurchmesser) und Grundlöcher mit wenigsten 6 Gängen Auslauf verwendet.

Tabelle 3: Gewindebohrungen und
deren Maße in mm
Gewinde-
bezeichnung
Steigung Kernloch
M2 0,40 1,6
M2,5 0,45 2,1
M3 0,50 2,5
M3,5 0,60 2,9
M4 0,70 3,3
M4,5 0,75 3,7
M5 0,8 4,2
M6 1,00 5,0
M7 1,00 6,0
M8 1,25 6,8
M10 1,50 8,5
M12 1,75 10,2
M14 2,00 12,0
M16 2,00 14,0
M18 2,50 15,5
M20 2,50 17,5
Tabelle 04: Formeln für die Berechnung von
Metrischen ISO-Gewinde
Nenndurchmesser d = D M5
Steigung P 0,8mm
Kernlochdurchmesser = d-P 4,2mm
Flankenwinkel 60° -
Gewindetiefe: Schraube h3 = 0,6134 * P 0,490.72mm
Gewindetiefe: Mutter D1 = d - 1,0825 * P 0,433.04mm
Flankendurchmesser d2 = D2 = d - 0,6495 * P 4,480.40mm
Kerndurchmesser: Schraube d3 = d - 1,2269 * P 0,490.72mm
Kerndurchmesser: Mutter D1 = d - 1,0825 * P 4,134.00mm
Rundung R = 0,1443 * P 0,115.44mm
Spannungsquerschnitt S = p / 4 * ((d2 + d3) / 2)2 14,194.53mm2
(/6/ S. 167: Berechnungen von Metrischen ISO-Gewinde)
gwdsb3a.png Abb. 3a: Metrisches ISO-Gewinde

In Tabelle 3 sind die technischen Daten (/6/ S. 167: Regelgewinde) der gebohrten metrischen Gewinde von M2 bis M20 mit deren Steigung und dem zuvor notwendigem gebohrten Kernloch aufgezeigt.

Benötigt man die Maße für eine andere Gewindegröße, kann mit den Annäherungsformeln in Tabelle 04, das Gewinde und seine Eckdaten für ein metrischen ISO-Gewinde (Abb. 3a) berechnet werden.

Gewindebohren

Durch das Gewindebohren stell man das Gewindeloch her, in welches später die Schraube hineingedreht werden soll. Wie geht man dabei vor!

  1. Vorbereitung:
    gwdsb1a.png Abb. 1a: Benötigte Werkzeuge
    Das Material (Winkeleisen) und die Werkzeuge
    • Hammer,
    • Körner,
    • Bohrer,
    • Windeisen mit Gewindebohrer und einen
    • Entgrader bzw. Senker
    zusammentragen.
    Anschließend das Winkeleisen in eine Werkbank einspannen. Wir benötigen für unser Gewinde M6 den entsprechenden Gewindebohrer−Satz und zum Vorbohren einen 5mm Metallbohrer.
  2. Ankörnen:
    gwdsb1b.png Abb. 1b: Ankörnen
    Das Winkeleisen ankörnen, d. h. mit
    • Körner und
    • Hammer
    eine kleine Vertiefung in das Winkeleisen schlagen, um den Bohrer beim nachfolgenden Arbeitsgang zu führen, so das er nicht von der vorgegebenen Position des Loches abrutscht.
  3. Vorbohren:
    gwdsb1c.png Abb. 1c: Loch vorbohren
    Ein Loch in das Winkeleisen bohren, um in dieses das Gewinde zu schneiden. Der Durchmesser dieser Bohrung kann der Tabelle 3 entnommen werden. Er ist kleiner als der Gewindedurchmesser, in der Regel ca. 0,8 x Gewindedurchmesser!
    Vor dem Gewindebohren muss das Bohrloch entgradet werden, um die Gefahr einer Verletzung zu minimieren. D.h. bei unserem Gewinde M6 ist Loch mit einem Durchmesser von 5mm zu bohren.
  4. Gewindebohren:
    gwdsb1d.png Abb. 1d: Gewindebohren
    Nun kann das Gewinde in das Winkeleisen gebohrt werden.
    Achtung:
    • Vor dem Gewindebohren sollte das Bohrloch 2 geschmiert werden, um ein leichteres Hinein- und Hinausdrehen des Bohrers und der Schraube zu ermöglichen.
    • Der Gewindebohrer muss gerade angesetzt werden, um die Gewindegänge nicht zu zerstören.
    • Der Span muss gebrochen werden, wenn der Gewindebohrer sich nur noch schwer drehen lässt. Man dreht ihn dazu eine halbe bis eine ganze Umdrehung zurück. Es ist eventuell ein Knackgeräusch hörbar.
    • Bei dickeren Winkeleisenen sollte gekühlt werden,
      um die Hitzeentwicklung des Gewindebohrens zu verringern.
    Dies tun wir mit dem M6−Gewindessatz.
  5. Entgraden und Reinigen:
    gwdsb1e.png Abb. 1e: Entgraden und Reinigen
    Das Winkeleisen muss mit einem
    • großen Bohrer oder Senker entgradet werden, sonst besteht Verletzungsgefahr.
    • Das Gewinde muss durch Auspinseln von Staub und Spänen befreit werden. Diese würden sonst sich zwischen Gewinde und Schraube festklemmen und damit die Schraube schwergänig sich in das Gewinde eindrehen, sowie das geschnittene Gewinde und das Gewinde der Schraube beschädigen.

  6. Fertig!
    gwdsb1f.png Abb. 1f: Winkeleisen mit M6-Gewinde

    Hier sieht man das fertig gebohrte Winkeleisen mit einer eingedrehten M6−Schraube.

Gewindeschneiden

Durch das Gewindeschneiden schneidet man mit dem Schneideisen Gewindegänge auf einen Rundstahl. Wir wollen eine 6er Gewinde auf einen Rundstahl schneiden. Wie geht man dabei vor?

  1. Vorbereitung:
    gwdsb2a.png Abb. 2a: Werkzeug für das Gewindeschneiden
    Das Material, der Rundstahl mit einem Durchmesser von 6mm, und die Geräte, wie
    • Feile und
    • Schneideisenhalter mit M6−Schneideisen
    zurecht legen.
    Anschließend das Werkstück, unseren Rundstahl, in einen Schraubstock einspannen.
  2. Anfasen:
    gwdsb2b.png Abb. 2b: Bei dem Rohling
    die Kanten brechen (Anfasen)
    Die Kanten müssen gebrochen werden, um dem Schneideisen ein schnelleres und richtiges Erfassen des Werkstückes zu ermöglichen. Dazu wird der Beginn des Rundstahls mit der Feile bearbeitet, so das dort der Durchmesser unter 6mm kommt, damit unser M6−Schneideisen aufgesetzt werden kann.
  3. Gewindeschneiden:
    gwdsb2c.png Abb. 2c: Gewindeschneiden
    Nun kann das Gewinde in das Werkstück geschnitten werden.
    Achtung: Nach dem Gewindeschneiden müssen die Gewindegänge mit einem sauberen Pinsel oder einer Drahtbürste von Spänen befreit werden. Die Drahtbürste sollte dabei weicher sein als das Material des Gewindes um diese nicht zu beschädigen. Bei Stahl, z.B. eine Messingbürste.
  4. Fertig:
    gwdsb2d.png Abb. 2d: Rundstahl mit
    aufgebrachten M6er Gewinde
    Hier sieht man das Werkstück mit den Gewindegängen und einer aufgeschraubten Mutter zum Testen der Leichtgängigkeit des Gewindes.
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