Fertigungsverfahren II: Gewinde, Feinbearbeitung, Erodieren
Gewindebohren oder Gewindeformen — was ist der Unterschied?
Gewindebohren zerspant das Gewinde und erzeugt Späne; Gewindeformen — auch Gewindefurchen genannt — drückt es spanlos ins Material. Das geformte Gewinde ist durch Kaltverfestigung und ununterbrochenen Faserverlauf tragfähiger, und im Sackloch bleiben keine Späne zurück. Dafür setzt das Verfahren einen umformfähigen Werkstoff und einen größeren, enger tolerierten Kernlochdurchmesser voraus.
Passende Leistungen
Zwei grundverschiedene Wirkprinzipien
Der Gewindebohrer hat Schneiden und trennt Werkstoff ab: Das Gewindeprofil entsteht durch Zerspanen, der Faserverlauf des Materials wird dabei durchschnitten. Der Gewindeformer besitzt keine Schneiden, sondern einen polygonartigen Querschnitt mit Drückstollen. Er verdrängt den Werkstoff kalt in die Gewindeflanken, ohne Späne zu erzeugen.
Aus dem Umformen folgen die wesentlichen Vorteile. Der Faserverlauf im Werkstück bleibt ununterbrochen und folgt der Gewindekontur, was sich günstig auf die Festigkeit auswirkt. Zusätzlich verfestigt sich die Randzone durch die Kaltumformung, und die Flankenoberfläche wird sehr glatt. Geformte Gewinde vertragen deshalb in weichen Werkstoffen höhere Anzugsmomente und mehr Montagezyklen als geschnittene.
Voraussetzungen und Grenzen des Gewindeformens
- Werkstoff muss umformfähig sein. Geeignet sind Aluminium- und Kupferlegierungen, austenitische Edelstähle, unlegierte und niedriglegierte Stähle sowie viele Baustähle. Spröde Werkstoffe wie Grauguss, hochschwefelhaltige Automatenstähle und gehärtete Werkstoffe scheiden aus — sie reißen, statt zu fließen. Werkzeughersteller geben zu jedem Werkstoff an, ob er furchbar ist.
- Der Kernlochdurchmesser ist ein anderer. Er liegt deutlich über dem Wert für das Gewindeschneiden und ist enger toleriert, weil er unmittelbar die Tragtiefe des Gewindes bestimmt. Ein Kernloch nach Schneidtabelle führt zu Überlastung und Werkzeugbruch.
- Höheres Drehmoment. Umformen braucht mehr Moment als Schneiden. Bei dünnwandigen oder schlecht gespannten Teilen ist das eine Grenze.
- Schmierung ist Pflicht. Ohne wirksames Schmiermittel steigen Reibung und Verschleiß stark an.
- Kleine Gewinde profitieren besonders. Unterhalb etwa M6 entfällt die größte Bruchursache, denn der Former ist deutlich stabiler als ein Bohrer gleicher Größe.
Wann sich welches Verfahren anbietet
Gewindeformen ist die erste Wahl bei Aluminium- und Edelstahlteilen mit vielen kleinen Sacklochgewinden, bei Bauteilen, die nicht gereinigt werden können, und überall dort, wo Späne im Gewinde später zur Störung führen — etwa in Hydraulik-, Vakuum- und Medizintechnikteilen. Auch die höhere Werkzeugstandzeit spricht in der Serie dafür.
Gewindeschneiden bleibt richtig bei spröden Werkstoffen, bei sehr großen Gewinden, wenn das erforderliche Umformmoment nicht aufgebracht werden kann, und bei dünnwandigen Teilen, die dem Druck nicht standhalten. Auch wenn nur wenige Gewinde in einem ohnehin gut zerspanbaren Werkstoff zu fertigen sind, ist der Aufwand für ein zweites Kernlochmaß selten gerechtfertigt.
Das Wichtigste in Kürze
- Gewindeformen arbeitet spanlos durch Umformen, Gewindebohren zerspant das Profil.
- Geformte Gewinde sind fester: ununterbrochener Faserverlauf plus Kaltverfestigung der Randzone.
- Das Kernloch beim Formen ist größer und enger toleriert — Schneidtabellen sind unbrauchbar.
- Spröde und gehärtete Werkstoffe lassen sich nicht furchen, sie reißen statt zu fließen.
Weitere Fragen dazu
Woran erkennt man ein geformtes Gewinde am Bauteil?
Am Gewindeanfang bildet sich durch das verdrängte Material ein kleiner Aufwurf, oft als Kragen sichtbar. Zusätzlich sind die Flanken auffallend glatt und glänzend, weil sie gedrückt und nicht geschnitten wurden. Am Gewindegrund lässt sich häufig eine feine Längsnaht erkennen, an der der Werkstoff zusammengeflossen ist.
Sind geformte Gewinde genormt und mit Standardschrauben verwendbar?
Ja. Ein gefurchtes Gewinde entspricht demselben genormten Profil wie ein geschnittenes und wird mit Gewindelehrdorn nach denselben Toleranzklassen geprüft. Handelsübliche Schrauben passen ohne Einschränkung. Der Unterschied liegt allein im Herstellverfahren, nicht in der Geometrie.
Warum wird bei Aluminium so häufig geformt statt geschnitten?
Aluminium neigt beim Schneiden zu langen, klebenden Spänen und zu Aufbauschneiden, was Gewinde ausreißen lässt. Beim Formen entfällt dieses Problem vollständig. Zusätzlich gleicht die Kaltverfestigung die geringe Festigkeit des Grundmaterials teilweise aus, sodass Gewinde in Aluminium wiederholtes Lösen besser vertragen.
Verwandte Fragen
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