Gewinde

Kleingewinde in Rekordzeit

Kern entwickelt kleine Innengewinde für Präzisionsfertigungsbetriebe. Wie das Unternehmen das Emuge Punch Tap Verfahren nutzt und wie Zeitersparnisse von bis zu 66 Prozent erreicht werden können, lesen Sie hier.

Kern Emuge Präzisionsfertigung Gewinde

Der Emuge Punch Tap ist eine neue Methode zur Gewindeherstellung.

Höchstpräzise kleine Bauteile prozesssicher herzustellen und miteinander als Baugruppen zu verbinden, ist eine besondere Herausforderung, der sich unter anderem Unternehmen der Uhren- /Schmuckindustrie sowie der Hochfrequenz- und Vakuumtechnik stellen müssen. Hierfür sind unter anderem innovative Bearbeitungszentren wie eine Kern Micro notwendig, die bei Bedarf eine dauerhafte Präzision von kleiner einem μm und reproduzierbare Oberflächengüten Ra im niedrigen Nanometerbereich gewährleisten.

Neben der hohen Qualität müssen diese präzisen Maschinen hohe Produktivitätsanforderungen erfüllen. Spanabtrag sowie Achsbeschleunigungen wollen erhöht werden. Mikro-Innengewinde in den Größen M1 bis M3 beispielsweise in Aluminium lassen sich jetzt bis zu drei Mal so schnell erzeugen, als das bisher der Fall war.

Punchwerkzeuge als Mikroserie eingeführt

Entscheidend dafür ist eine neue Methode zur Gewindeherstellung, der Emuge Punch Tap. Vor rund fünf Jahren kam dieser erstmals auf den Markt und wurde ursprünglich für die Automobilindustrie in der branchengängigen Größe M6 konzipiert und von Emuge-Franken im nächsten Schritt auf die Durchmesser M3 bis M10 erweitert. Jürgen Lange, Entwickler bei Emuge, erklärt: „Nach oben wird die Gewindegröße durch die hohen Drehmomente begrenzt, die ein Punch Tap benötigt. Nach unten sahen wir aber noch Spielraum und vergrößerten unser Programm entsprechend.“

White Paper zum Thema

2019 wurde die sogenannte Mikroserie eingeführt, die Durchmesser M1 bis M3 umfasst. Sie wird gerne von Smartphone- Herstellern genutzt und weckte zudem das Interesse von Kern Microtechnik.

So funktioniert der Punch Tap

Basis für den Punch Tap ist ein innovatives Bearbeitungsprinzip. Mit zwei gegenüberliegend angeordneten Zahnreihen wird das Spezial- Gewindewerkzeug, im Bruchteil einer Sekunde in ein vorgebohrtes Loch hineingestoßen. Bei diesem Vorgang entstehen zwei Nuten. Danach dreht die Spindel um 180 Grad linksherum während die axiale Vorschubachse gleichzeitig um eine halbe Gewindesteigung zurückzieht. Mit dieser Bewegung wird das Gewinde geformt. Da sich die Zahnreihen nun wieder in den vorher erzeugten Nuten befinden, lässt es sich anschließend einfach herausziehen.

Punch Tap Zyklus in Kern-Maschinen

Eine weitere Voraussetzung für das Gelingen des Punch Tap ist die Beschaffenheit des zu bearbeitenden Materials: Die Werkstoffe müssen gut formbar sein, wie etwa Guss- und Knet-Aluminiumlegierungen. Stahl ist aktuell nicht bearbeitbar.

Der Punch Tap Zyklus steht ab sofort in allen neuen Maschinen der Kern Micro Baureihen standardmäßig zur Verfügung. Grundsätzlich enthält der Gewindepunch-Zyklus drei verschiedene Bewegungsablauf-Varianten. Welche zu verwenden ist, hängt von Material, Gewindegröße und Spindel ab. In Aluminium eignet sich häufig die schnellste Variante. Der Produktivitätsvorteil bei bleifreiem Messing liegt laut Kern gegenüber dem Gewindebohren/-schneiden immer noch bei knapp 60 Prozent. Dabei sind die Gewinde stets lehrenhaltig und erfüllen höchste Qualitätsansprüche.

M2-Vergleichstest: Formen versus Punch Tap

Diverse Tests mit Kleingewinde-Werkzeugen weisen klare Produktivitätsvorteile für den Punch Tap nach. Ein Beispiel aus der Versuchswerkstatt: In Aluminium wurden Gewinde M2-6H mit einer Gewindetiefe von 4 mm eingebracht. Beim Gewindeformen mit 3000 min-1 wurde eine Fertigungszeit von ca. 0,9 sec erfasst. Der Punch Tap erzeugte das Gewinde mit 400 min-1 in 0,3 bis 0,4 sec – je nach angewendeter Zyklusvariante. Die Zeiteinsparung beträgt demnach bis zu 66 Prozent.