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13.02.2017

Helikales Gewindeformen

75 Prozent Zeitersparnis bei der Herstellung von M6-Gewinden

Seit Jahrzehnten werden Gewinde auf mehr oder weniger unveränderte Weise hergestellt: bohren, fräsen, schneiden. Jetzt haben Emuge-Franken, ein Unternehmensverbund, der Spitzentechnologien in der Gewindeschneid-, Prüf-, Spann- und Frästechnik bietet, und Audi mit Punch Tap einen anderen Ansatz entwickelt.

Modell für helikales Gewindeformen: Im ersten Schritt wird die helikale Nut erzeugt, im zweiten das Gewinde geformt und im dritten das Werkzeug wieder herausgezogen. © Siemens

Das Prinzip der neuen Technik, die auch helikale Gewindeformung genannt wird, basiert auf Stanzen und Formen. Dazu wird ein speziell gestaltetes Punch-Tap-Werkzeug mit gegenüberliegend angeordneten, gedrallten Zahnreihen im Bruchteil einer Sekunde mit helikaler, also spiralförmiger Bewegung in ein vorgebohrtes Loch eingefahren. Bei diesem Vorgang entstehen zwei spiralförmige Nuten. Danach dreht die Spindel um 180 Grad weiter, während die axiale Vorschubachse gleichzeitig um eine halbe Gewindesteigung zurückgezogen wird. Mit dieser Bewegung wird das Gewinde geformt. Anschließend wird das Spezialwerkzeug helikal wieder herausgezogen.

Werkzeugwegvergleich helikales und traditionelles Gewindeformen © Siemens

Dieser Prozess verkürzt die Zeit für die Gewindeformung um 75 Prozent im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren, sagen die Ingenieure. Für die Entwicklung des Zyklus zur Einbindung der Methode in ein Computerized Numerical Control(CNC)-Programm war Siemens verantwortlich.


Schnelle Fertigung, einfaches Handling

Emuge-Franken und Audi starteten mit der Entwicklung der neuen Technolgoie bereits 2010.

Nachdem die Grundentscheidung für ein helikales Einfahren gefallen war, galt es zunächst, eine saubere Geometrie und starke Haltekräfte der gepunchten Innengewinde zu gewährleisten. Außerdem musste sichergestellt werden, dass die Spindel im Bearbeitungszentrum zum einen hohe Drehmomente zur Verfügung stellen und zugleich großen Zug- und Druckbelastungen standhalten kann. Um die Kräfte, die beim Gewindepunchen an der Maschine wirken, messen zu können, holte Emuge-Franken, basierend auf den guten Erfahrungen bei anderen Projekten die Spezialisten des Siemens Technologie- und Anwendungscenters (TAC) in Erlangen ins Boot.

Die TAC-Techniker simulierten mit Hilfe eines Finite-Elemente-Modells die beim Punch-Tap auftretenden Belastungen am PC. Anschließend untersuchten sie die neuralgischen Stellen der Maschine und legten auf dieser Basis Eckdaten fest, die Bearbeitungszentren zu erfüllen haben, um „Punch Tap“-tauglich zu sein.

© Siemens

Parallel dazu entwickelte Siemens einen Zyklus, mit dem sich die Helikal-Gewindeformung in ein CNC-Programm integrieren lässt. „Punch-Tap soll unseren Kunden auf jegliche Art und Weise Zeit sparen. Da ist es logisch, dass wir auch eine schnelle Art der Programmierung gewährleisten wollen. Mit dem neuen Sinumerik-Zyklus ist das perfekt gelungen“, so Dietmar Hechtle, Leiter des technischen Büros bei Emuge-Franken.

Verfügbar ist der Zyklus in den Steuerungen Sinumerik 840D sl und Sinumerik 828D der jüngsten Generation V4.7 sowie als nachträgliches Update für die Version V4.5. Die Anwendung des Zyklus erfolgt über Sinumerik Operate.


Weiterführende Information
  • Zum Gewinde mit System
    FORM + Werkzeug 06/2016, SEITE 40 - 42

    Zum Gewinde mit System

    Gewindeformen in Stanz- und Umformwerkzeugen

    Unter dem Namen Fetu präsentiert der Normalienspezialist Fibro ein komplettes Systemprogramm zum elektronisch gesteuerten Gewindeformen....   mehr

  • Erschienen in FORM + Werkzeug 06/2016

    Sinumerik Version 4.7

    Siemens-Software mit neuen Funktionen

    Siemens hat die aktuelle Sinumerik-Software-Version 4.7 um neue Funktionen für eine höhere Produktivität und Genauigkeit der...   mehr

    Siemens Industry Software GmbH

Unternehmensinformation

Audi AG

DE 85045 Ingolstadt

EMUGE-Werk Richard Glimpel GmbH & Co. KG

Nürnberger Str. 96-100
DE 91207 Lauf
Tel.: 09123 186-0
Fax: 09123 14313

Siemens AG

Gleiwitzerstr. 555
DE 90475 Nürnberg
Tel.: 0911 895-7945
Fax: 0911 157945

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