Schraubengewinde 101: Alles, was Sie wissen müssen | MachineMFG

Schraubengewinde 101: Alles, was Sie wissen müssen

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Das Personal ist das Herzstück des Betriebs. Die beste Garantie für die Sicherheit des Personals wird durch die Vermeidung von unsicheren Verhaltensweisen von Personen und die Kombination des Sicherheitsstatus der Ausrüstung erreicht.

Bei der Konstruktion des Lichtbogenschweißsystems sollte der unsichere Zustand des Geräts bei der tatsächlichen Arbeit berücksichtigt werden. Während des eigentlichen Betriebs sollten die Bediener in verschiedenen Vorschriften, Betriebsverfahren und Sicherheitsbewusstsein geschult werden.

Um die Sicherheit in der täglichen Produktion zu gewährleisten, ist es wichtig, gute Sicherheitspraktiken und korrekte Betriebsgewohnheiten zu entwickeln.

1. Kurze Geschichte des Fadens

Seit dem 4. Jahrhundert v. Chr. kannten die Naturforscher im alten Griechenland die Grundform der Spirale und nutzten sie zur Gewinnung von Wein und Öl.

Bis heute nutzen wir die archimedische Schraube zur Wassergewinnung.

Archimedische Spirale zur Wasseraufnahme, die noch heute in Gebrauch ist

Abb. 1 Archimedische Spirale zur Wasseraufnahme, die heute noch in Gebrauch ist

Bis zum 14. Jahrhundert waren handgefertigte Gewinde und Schrauben aufgetaucht.

Während der industriellen Revolution wurde es immer wichtiger, mechanische Gegenstände mit Schrauben zu verbinden.

Ursprünglich wurden Muttern, Bolzen und Schrauben von Hand oder mit einfachen Drehbänken hergestellt. Sie waren jedoch nicht austauschbar und nicht genormt, was ihre Verwendung in verschiedenen Branchen oder sogar zwischen verschiedenen Unternehmen innerhalb derselben Branche erschwerte.

Handgefertigte Fäden vor 200 Jahren im Vergleich zu modernen Maschinenfäden

Abb. 2: Handgefertigte Fäden vor 200 Jahren und moderne Maschinenfäden

Mit dem ständigen Fortschritt der industriellen Technologie haben die Länder ihre eigenen einheitlichen Normen und internationale allgemeine Normen formuliert, um die Effizienz zu verbessern.

Derzeit gibt es hauptsächlich zwei Arten von Gewindemessstandards: das britische System und das metrische System. China hat das letztere übernommen und verwendet metrische Millimeter (mm) als Maß- und Identifikationseinheit für Gewinde.

2. Definition des Themas

Der Begriff "Gewinde" bezieht sich auf den kontinuierlichen konvexen Spiralgrat, der durch Aufwickeln auf den Zylinder oder Kegel in Form einer Spirale entsteht.

Das erste wird als gerades Gewinde bezeichnet, während das zweite als konisches Gewinde bekannt ist.

Diese Spiralstruktur ist in der Lage, Drehbewegungen in lineare Bewegungen umzuwandeln, so dass Objekte linear bewegt werden können.

gerade und kegelige Gewinde

Abb. 3 gerade und kegelige Gewinde

Das Innen- und das Außengewinde werden durch Befestigen oder Einschlagen des Gewindes verbunden.

Das Außengewinde befindet sich auf der Außenfläche des Werkstücks, wie bei herkömmlichen Bolzen oder Schrauben.

Das Innengewinde hingegen befindet sich im Inneren des Werkstücks und ist typischerweise an den Teilen vorhanden, die montiert werden müssen.

3. Fünf Elemente des Fadens

Eine vollständige Beschreibung des Themas sollte mindestens fünf Elemente enthalten, nämlich:

  • Zahnform
  • Nenndurchmesser
  • Anzahl der Zeilen
  • Tonhöhe (oder Führung)
  • Drehrichtung

Das Zahnprofil ist der Schlüsselfaktor zur Bestimmung der Endverwendung des Gewindes.

Form des Zahns

Die Zahnform bezieht sich auf die Geometrie des Gewindes.

Unterschiedliche Zahnformen bestimmen, ob das Gewinde zur Verbindung oder zur Übertragung verwendet wird.

Derzeit werden hauptsächlich die Zahntypen Dreieck, Trapez, Sägezahn und Rechteck verwendet.

Das Dreiecksgewinde wird hauptsächlich für die Verbindung verwendet, während die anderen drei Zahnmuster für Kraftübertragung.

Vergleich von vier gängigen Gewindetypen

Abb. 4 Vergleich von vier gängigen Gewindetypen

Das Dreiecksgewinde besteht aus zwei Haupttypen von Gewinden: dem normalen Gewinde Code M und dem Rohrgewinde Code G.

Das M-Gewinde ist das am häufigsten verwendete Anschlussgewinde und wird in grobe und feine Zähne unterteilt. Feine Zähne werden normalerweise für kleine oder dünnwandige Teile verwendet.

Andererseits werden Rohrgewinde zum Verbinden von Wasserleitungen, Gasleitungen und anderen Rohrleitungen verwendet.

Das Trapezgewinde mit dem Code Tr wird zur Kraftübertragung in verschiedenen Spindeln für Werkzeugmaschinen verwendet.

Das gezahnte Gewinde mit dem Code B kann die Kraft nur in eine Richtung übertragen.

Abbildung 5 zeigt die Klassifizierung von Gewinden nach ihrer Verwendung und ihrem Zahntyp.

Abb. 5 Klassifizierung der Fäden

Durchmesser

Die Gewindegröße wird in der Regel durch den Nenndurchmesser bestimmt. Bei Rohrgewinden ist der Nenndurchmesser jedoch der Innendurchmesser des Rohrs (in Zoll), während er bei anderen Gewinden der Hauptdurchmesser (in metrischen Einheiten) ist.

Außengewinde werden mit dem Großbuchstaben "D" bezeichnet, während Innengewinde mit dem Kleinbuchstaben "d" bezeichnet werden. Der große Durchmesser ist der Durchmesser eines imaginären Zylinders, der den Scheitelpunkt eines Außengewindes oder den Grund eines Innengewindes tangiert. Umgekehrt ist der kleine Durchmesser der Durchmesser eines imaginären Zylinders, der den Fuß eines Außengewindes oder den Scheitel eines Innengewindes tangiert.

Der Steigungsdurchmesser ist ein entscheidender Parameter für das Erreichen von Gewindesitz und Festigkeit. Er ist der Durchmesser eines imaginären Zylinders, dessen Zahnbreite auf der Steigungslinie gleich der benachbarten Zahnbreite ist.

großer, mittlerer und kleiner Durchmesser des Außen- und Innengewindes

Abb. 6 großer, mittlerer und kleiner Durchmesser von Außen- und Innengewinde

Anzahl der Zeilen

Die Anzahl der Fäden bezieht sich auf die Anzahl der Spirallinien bei der Herstellung von Fäden, die in ein- und mehrreihige Fäden unterteilt werden können.

Ein Faden bezieht sich auf den Faden, der entlang einer Spirallinie gebildet wird, und ein Mehrfachfaden bezieht sich auf den Faden, der entlang zweier oder mehrerer Spirallinien gebildet wird.

ein- und zweizeiliges Gewinde

Abb. 7 ein- und zweizeiliges Gewinde

Tonhöhe (Blei)

Der axiale Abstand P zwischen den beiden entsprechenden Punkten auf der Steigungsdurchmesserlinie von zwei benachbarten Zähnen auf dem Gewinde wird als Steigung bezeichnet;

Auf demselben Gewinde wird der axiale Abstand Ph zwischen den entsprechenden zwei Punkten zweier benachbarter Zähne auf der Steigungsdurchmesserlinie als Steigung bezeichnet.

Pech und Blei

Abb. 8 Tonhöhe und Steigung

Gewinderichtung

Abb. 9 Gewinderichtung

4. Allgemeine Normen für Gewinde in verschiedenen Ländern

Die vorherrschenden Gewindenormen in verschiedenen Ländern sind vor allem die Mess- und Kennzeichnungsnormen für Gewinde der Klasse 2 in metrischen und Zoll-Einheiten.

Metrisches oder internationales Standardgewinde

Das metrische Gewinde wurde zuerst in Zentralfrankreich zwischen 1898 und 1908 eingeführt und dann in verschiedenen Ländern verbreitet.

In China wird die metrische Gewindenorm GB verwendet.

Der metrische Gewindecode M ist für die Verbindung von Werkstücken mit einem Durchmesser von 0,25 mm bis 300 mm geeignet.

Der Gewindewinkel beträgt 60°, und der obere Teil des Zahns ist flach, wodurch er sich leicht drehen lässt, während der untere Teil des Zahns einen Kreisbogen bildet, der die Festigkeit des Gewindes erhöht.

Das metrische Gewinde kann in zwei Kategorien eingeteilt werden: Grobgewinde und Feingewinde.

metrische Gewindenorm

Abb. 10 metrische Gewindenorm

Wyeth-Gewinde nach britischem Standard

Der aus Großbritannien stammende Faden wurde 1841 von dem Briten Joseph Whitworth erfunden, daher sein Name.

Der Gewindewinkel dieses Gewindes ist 55 °, und die Ober- und Unterseite des Gewindes sind kreisförmig, auch bekannt als BSG-Gewinde.

Britischer Standard Wyeth-Gewinde Standard

Abb. 11 Britischer Standard Wyeth-Gewinde Standard

Britisches Standard-Feingewinde

Die Gewindeform dieses Typs ähnelt der eines BSW-Gewindes, und der Gewindewinkel beträgt ebenfalls 55°. Es hat jedoch eine höhere Anzahl von Fäden pro Zoll, was zu einer dünneren Fadendicke und einem stärkeren Griff führt.

Dieser Gewindetyp wird üblicherweise für Teile verwendet, die eine starke Verankerung erfordern oder starken Vibrationen standhalten müssen.

Britischer Standard Feingewinde Standard

Abb. 12 Britischer Standard Feingewinde Standard

Amerikanisches Standardgewinde

Das amerikanische Standardgewinde hat eine flache Ober- und Unterseite, die eine gute Festigkeit und Belastbarkeit bietet.

Der Gewindewinkel beträgt 60°, und die Spezifikation wird in Zähnen pro Zoll ausgedrückt, die in drei Stufen eingeteilt sind: grobe Zähne (NC), feine Zähne (NF) und superfeine Zähne (NEF).

Amerikanisches Standardgewinde

Abb. 13 Amerikanisches Standardgewinde

Einheitliches Standardgewinde

Das derzeit gebräuchliche britische Gewinde wurde von den Vereinigten Staaten, Großbritannien und Kanada entwickelt.

Im Gegensatz zum amerikanischen Standardgewinde hat das britische Gewinde einen Gewindewinkel von 60°, und seine Spezifikationen werden durch die Anzahl der Zähne pro Zoll ausgedrückt. Außerdem wird es in drei Stufen unterteilt: Grobzahn (UNC), Feinzahn (UNF) und Feinstzahn (UNEF).

einheitliche Gewindenormen der Vereinigten Staaten, Großbritanniens und Kanadas

Abb. 14: Vereinheitlichte Gewindenormen der Vereinigten Staaten, Großbritanniens und Kanadas

Deutsche DIN-Rundgewinde-Norm

Es ist das von der DIN in Deutschland festgelegte Standardgewinde.

Das Gewinde ist rund, was für den Anschluss von Glühbirnen und Gummischläuchen geeignet ist.

Der Code des Gewindes ist Rd.

Wyeth-Gewinde Standard

Abb. 15 Deutsche DIN-Rundgewinde-Norm

Trapezförmiges Tr-Gewinde

Das Trapezgewinde, auch Trapezgewinde genannt, ist ein spezielles Getriebegewinde, das nach Verschleiß durch die Mutter nachgestellt werden kann.

Der Gewindewinkel bei Verwendung der metrischen Gewindenorm beträgt 30°, der Gewindewinkel bei Verwendung der britischen Gewindenorm beträgt 29°.

Trapezförmiges Tr-Gewinde

Abb. 16 Trapezförmiges Tr-Gewinde

5. Kennzeichnung metrischer China-Standardgewinde und Beispiele

Nach der chinesischen GB-Norm ist die Maßeinheit für die normale Gewindemarkierung Millimeter. Der erste Buchstabe gibt den Gewindecode an, während die zweite Ziffer den Nenndurchmesser, auch bekannt als Hauptdurchmesser des Gewindes, darstellt. Die übrigen Symbole stehen für den Toleranzcode, den Schraubenlängencode bzw. den Schraubenrichtungscode.

Die feine Teilung ist obligatorisch, während die grobe Teilung weggelassen werden kann.

Abb. 17: Markierung des Inhalts von 5 Teilen eines gewöhnlichen Gewindes

Code-Notizen zu jedem Teil:

Der Merkmalscode steht für die Art des Gewindes, wobei M für ein normales Gewinde steht. Der Größencode gibt den Nenndurchmesser × die Steigung an. Zum Beispiel bedeutet 8X1, dass der Nenndurchmesser 8 und die Steigung 1 beträgt.

Der Toleranzfeldcode besteht aus einer Toleranzklasse (Zahl) und einer Grundabweichung. Das Außengewinde wird durch Kleinbuchstaben, das Innengewinde durch Großbuchstaben dargestellt.

Der Schraubenlängencode steht mit L, N und s für lang, mittel bzw. kurz. Wenn das Gewinde eine mittlere Einschraublänge hat, wird der Code N nicht angegeben.

Der Drehrichtungscode ist mit LH für Linksgewinde und nicht mit LH für Rechtsgewinde gekennzeichnet.

Beispielhafte Auslegung

Beispiel 1: Für welches Gewinde steht M20x1,5LH-5g6g-S?

Beispiel 2: Auf welche Art von Gewinde bezieht sich B36x14 (P7) -7H-L?

Beispiel 3: Wie stellt man ein eingängiges, linksgängiges Feingewinde mit einem Nenndurchmesser von 20 und einer Steigung von 1,5 dar?

6. Methode zur Bearbeitung der Gewindeanpassung

Das Gewinde kann mit drei Methoden angepasst werden: Drehen mit numerischer Steuerung, Fräsen mit Drei-Achsen-Kopplung und Gewindeschneiden.

Methode 1 NC-Drehen

NC-Drehen mit Drehwerkzeug ist aufgrund ihres einfachen Aufbaus die am häufigsten eingesetzte kundenspezifische Bearbeitungsmethode für Einzelstücke und Kleinserien von Gewindewerkstücken.

Abb. 18 Kundenspezifische Bearbeitung des Drehgewindes

Methode 2 NC-Fräsen

Im Allgemeinen wird mit Scheibenfräsern oder Kammfräsern gefräst.

Scheibenfräser werden vor allem zum Fräsen von trapezförmigen Außengewinden an Werkstücken wie Schraubenstangen und Schnecken eingesetzt. Kammfräser hingegen werden zum Fräsen von gewöhnlichen Innen- und Außengewinden oder konischen Gewinden eingesetzt.

Abb. 19 Kundenspezifische Bearbeitung von NC-Fräsgewinden

Methode 3 Gewindeschneiden und Gewindeschneiden

Beim Gewindeschneiden wird der Gewindeschneider mit einem bestimmten Drehmoment in das vorgebohrte untere Loch des Werkstücks geschraubt, so dass das gewünschte Innengewinde entsteht.

Abb. 20 Abhören

Das Gewindeschneiden ist ein Verfahren zum Schneiden eines Außengewindes in ein Stangenwerkstück mit einem Werkzeug.

Abb. 21 Einfädeln

Die Genauigkeit des Gewindeschneidens hängt einerseits von der Präzision des verwendeten Gewindeschneiders oder Schneidwerkzeugs ab, andererseits aber auch von der Erfahrung des Bedieners, der die Aufgabe ausführt.

Für einige nicht genormte Innengewinde mit kleinem Durchmesser ist das Gewindeschneiden die einzige praktikable Methode der Bearbeitung.

Gewindeschneiden und Gewindeschneiden kann manuell oder mit Hilfe von Maschinen wie Drehbänken erfolgen, Bohren Maschinen, Gewindeschneidmaschinen oder Gewindeschneidmaschinen.

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