M8-Gewinde in Serie: Warum für diesen Kunden mehr als Standzeit zählt

Welche Gewinde wurden in den Rohrflanschen gefertigt?

Die Aufgabe bestand darin, M8-Durchgangsgewinde mit einer Länge von 10 mm in Rohrflansche zu schneiden. Bearbeitet wurden die Bauteile auf einer CNC-gesteuerten Maschine mit Gewindeschneidfutter.

Der Werkstoff S45C ist ein unlegierter Stahl, dessen Eigenschaften sich durch Wärmebehandlung verändern lassen. In diesem Anwendungsfall lag die Zugfestigkeit zum Zeitpunkt der Bearbeitung laut interner Prüfung des Kunden bei rund 800 N/mm². Diese Angabe ist für die Werkzeugauswahl wichtig, denn die Werkstoffbezeichnung allein beschreibt noch nicht, in welchem Zustand das Material tatsächlich zerspant wird.

Entscheidend ist deshalb der Werkstoffzustand unmittelbar vor dem Gewindeschneiden. Wird ein Bauteil zuvor beispielsweise wärmebehandelt, können sich seine Härte und Festigkeit verändern. Ursprüngliche Materialkennwerte lassen sich dann nicht ohne Weiteres auf die anschließende Gewindebearbeitung übertragen. Werkzeugauswahl und Schnittbedingungen müssen anhand des veränderten Zustands neu bewertet werden.

Die Bearbeitungsbedingungen im Überblick

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Warum passt Form B zu dieser Anwendung?

Zum Einsatz kam der VÖLKEL GRÜNRING-Maschinengewindebohrer DIN 371, Form B, HSSE-PM-TiN in M8 × 1,25, Artikelnummer 30035. Die Ausführung verbindet eine für Durchgangslöcher geeignete Geometrie mit einem pulvermetallurgisch hergestellten Schneidstoff und einer TiN-Beschichtung.

Der Schälanschnitt der Form B führt die Späne in Schneidrichtung nach vorne. Bei den durchgehenden Bohrungen können sie auf der gegenüberliegenden Seite aus dem Rohrflansch austreten. Damit passt die Spanführung zur Bearbeitungsaufgabe. Voraussetzung ist, dass hinter dem Gewinde ausreichend Platz für den Werkzeugauslauf und die austretenden Späne vorhanden ist.

Für die Auswahl zählt also nicht nur die Gewindegröße. Auch der Weg, den die Späne während der Bearbeitung nehmen sollen, muss zur Bohrung und zur Aufspannung passen.

Mehr dazu findest du im Beitrag Form B oder Form C: Welcher Gewindebohrer passt zu welchem Loch?

Was bringen HSSE-PM und TiN bei der Serienfertigung?

HSSE-PM bezeichnet pulvermetallurgisch hergestellten Schnellarbeitsstahl. Durch dieses Herstellungsverfahren entsteht ein feines, gleichmäßiges Gefüge. Die Kombination aus Zähigkeit und Verschleißfestigkeit ist besonders bei wiederkehrenden Bearbeitungen interessant, bei denen die Schneiden über viele Gewinde hinweg belastet werden.

Die TiN-Beschichtung ergänzt den Schneidstoff um eine harte, verschleißmindernde Oberfläche. Sie kann die Reibung und die Neigung zu Materialanhaftungen reduzieren. Schneidstoff und Beschichtung erfüllen damit unterschiedliche Aufgaben: Der Schneidstoff bildet die belastbare Grundlage des Werkzeugs, die Beschichtung schützt dessen Oberfläche während der Bearbeitung.

In der beschriebenen Anwendung wurde zusätzlich mit einem Kühlschmierstoff (KSS) gearbeitet. Die verwendete Emulsion hatte einen Konzentratanteil von 6 bis 10 Prozent. Die erreichte Standmenge, also die Anzahl der gefertigten Gewinde, bevor das Werkzeug seine festgelegte Verschleiß- oder Qualitätsgrenze erreicht und nachgeschärft oder ausgetauscht werden muss, gehört deshalb immer zu dieser konkreten Kombination aus Werkzeug, Bauteil und Bearbeitungsbedingungen.

Bei VÖLKEL empfehlen wir deshalb, den Gewindeschneidprozess bei der Optimierung ganzheitlich zu betrachten. Schneidstoff, Beschichtung, Werkzeuggeometrie, Schnittwerte, Werkzeugaufnahme und Kühlschmierung müssen gemeinsam bewertet und auf den tatsächlichen Werkstoffzustand abgestimmt werden. Wer einen dieser Faktoren verändert, sollte auch die Auswirkungen auf die übrigen Prozessbedingungen berücksichtigen.

Welches Ergebnis erreichte der Anwender?

Bis zu 1.200 Schneidvorgänge pro Werkzeug

Gegenüber der Kundenvorgabe von 1.000 Schneidvorgängen entspricht das bis zu 200 zusätzlichen Gewinden beziehungsweise einer Steigerung von bis zu 20 %.

Der Kunde bewertete sowohl die Werkzeuglebensdauer als auch das Schnittergebnis unseres GRÜNRING PM-Maschinengewindebohrers durchweg positiv.

Für eine Serienfertigung ist diese Kombination entscheidend. Eine hohe Anzahl gefertigter Gewinde ist nur dann nutzbar, wenn auch deren Qualität die Anforderungen erfüllt. Gleichzeitig beeinflusst die Standmenge, wie häufig ein Werkzeug ersetzt und der Bearbeitungsprozess dafür unterbrochen werden muss.

Die erreichte Anzahl bezieht sich auf die M8-Durchgangsgewinde mit 10 mm Länge in den S45C-Rohrflanschen des Kunden. Sie ist damit ein konkreter Erfahrungswert aus genau dieser Anwendung. Daraus ergibt sich jedoch keine pauschale Standzeitzusage für andere Werkstoffe oder Gewindeabmessungen in einer anderen Anwendungssituation.

Warum spielte die Werkzeugverfügbarkeit ebenfalls eine Rolle?

Neben der technischen Leistung überzeugte den Kunden die zuverlässige Verfügbarkeit der VÖLKEL-Gewindebohrer ab Lager. Bei seinem bisherigen Lieferanten hatte der Anwender wiederholt Lieferengpässe erlebt.

Dieser Punkt gehört zur wirtschaftlichen Bewertung eines Serienwerkzeugs dazu. Auch ein geeignetes Werkzeug muss rechtzeitig für den nächsten Fertigungsauftrag bereitstehen. Lieferengpässe können zusätzliche Beschaffungsarbeit verursachen oder den Wechsel auf ein anderes Werkzeug erforderlich machen, dessen Einsatz zunächst geprüft werden muss.

In diesem Anwendungsfall erfüllte der GRÜNRING-Maschinengewindebohrer somit zwei Anforderungen: Er erreichte die geforderte Leistung in der Bearbeitung und war für den laufenden Werkzeugbedarf zuverlässig verfügbar.

Über 99 % unserer Katalogartikel sind ab Lager verfügbar. Diese Lieferfähigkeit gehört bei VÖLKEL zum Leistungsversprechen und unterstützt Anwender dabei, ihren Werkzeugbedarf verlässlich zu planen.