Anwendungen und Vorteile von HSSE-Gewindebohrern in der Formenfertigung

HSS/HSSE Gewindeschneider: Essentielle Präzisionswerkzeuge in der Formenfertigung

In der Formenfertigung beeinflusst die Gewindebearbeitung direkt die Montagenauigkeit und Lebensdauer. Ob für Spritzgussformen, Druckgussformen oder Stanzformen, die Auswahl des richtigen Gewindeschneiders basierend auf den Materialeigenschaften ist entscheidend. HSS (High-Speed-Stahl) und HSSE (Kobalt-haltiger High-Speed-Stahl) Gewindeschneider sind aufgrund ihrer überlegenen Leistung weit verbreitet. Dieser Artikel untersucht ihre Eigenschaften und praktische Anwendungstechniken.

Herausforderungen in der Formenfertigung und die HSS/HSSE-Lösung

1. Drei große Herausforderungen bei der Bearbeitung von Formenstahl

• Härteparadoxon: Gehärteter Stahl (HRC48-52) erfordert Gewindeschneider mit hoher Härte und Zähigkeit. Traditionelle HSS-Gewindeschneider neigen zum Absplittern, während Hartmetall-Gewindeschneider teuer sind.
• Wärmeempfindlichkeitsfalle: Bei der Bearbeitung von Druckgussformen überschreiten die lokalen Temperaturen 600°C, was zu einem Verlust der Rotglühfestigkeit und dimensionaler Instabilität führt.
• Makrostrukturelle Schäden: Wenn die Gewindeflanke einer spiegelpolierten Form eine Rauheit von Ra0,4μm überschreitet, kann es durch Spannungsansammlungen zu Rissen kommen.

2. Kernanforderungen an Gewindeschneider in der Formenfertigung

Anpassungsfähigkeit an hochfeste Materialien

Formenstähle (z.B. SKD11, NAK80) werden wärmebehandelt und erreichen Härtegrade über HRC50, was verschleißfeste Gewindeschneider erforderlich macht.

Gewährleistung der Oberflächenqualität

Spiegelpolierte Formen erfordern Gewindeflächen unter Ra0,4μm, um Kratzer zu vermeiden, die die Entformung des Produkts beeinträchtigen könnten.

Bearbeitung komplexer Strukturen

Spezialisierte Gewindeschneider sind für tiefe Löcher und Mikrogewinde erforderlich, um Brüche oder Genauigkeitsabweichungen zu verhindern.

Durch die Integration von Materialinnovation, Prozessoptimierung und strukturellem Design adressieren HSS/HSSE-Gewindeschneider systematisch die Herausforderungen bei der Bearbeitung von hochfesten Materialien, Oberflächenqualitätskontrolle und komplexen Strukturen.

3. Vergleich von HSS- und HSSE-Gewindeschneidern

Anwendungsleitfaden für typische Formenszenarien

Szenario 1: Mikrogewindebearbeitung an Spritzgussform-Einsätzen

Herausforderung: M1.2×0.25 Gewinde an P20 Stahleinsätzen; Hartmetall-Gewindeschneider brechen leicht und kosten 200 $ pro Schneidwerkzeug.

Innovative Lösung:

• Ultrafiner Korn-HSSE (ASTM Kornmaß 12) verbessert die Biegefestigkeit.
• Design mit doppeltem Freiwinkel (10° beim Eintritt → 6° im Schneidbereich) reduziert die axiale Kraft um 30%.
• Ergebnisse: Nach der Bearbeitung von 800 Teilen bleibt die Gewindemaßhaltigkeit bei 100%, die Kosten wurden um 60% reduziert.

Szenario 2: Kühlwasserkanalgewinde in Druckgussformen

Herausforderung: Tieflochgewindebearbeitung (Verhältnis Tiefe zu Durchmesser 8:1) in H13-Stahl mit Problemen bei der Späneabfuhr und Wärmeabfuhr.

Technologische Durchbrüche:

• 50° Hochspiralwinkel + variable Steigungsflutendesign (dichte Späneabfuhr vorne, Antivibration hinten).
• Interne Kühlölkanäle (Öldruck ≥5MPa) halten die Schneidzone unter 180°C.
• Kundenfall: Ein führendes Unternehmen im Automobil-Druckguss erzielte eine 3-fache Steigerung der Effizienz bei ISO 2-6H Gewindegenauigkeit.

Szenario 3: Gewindereparatur an Stanzformführungen

Herausforderung: Wiederherstellung von abgenutzten M16-M24 Gewinden in DC53-Stahl unter Berücksichtigung von Präzision und Effizienz.

Maßgeschneiderte Lösung:

• Verlängertes Antivibrationsschaftdesign (Längen-Durchmesser-Verhältnis ≤15:1), mit einem Härtegradienten von HRC58 bis 45.
• Nachlaufende Schneidkanten (0,02-0,05mm/100mm) kompensieren die Maschinensteifigkeitsmängel.
• Testergebnisse: Nach der Reparatur beträgt die Gewindekonzentrizität ≤0,015mm und entspricht den neuen Formstandard.

Szenario 4: Ultra-feine Gewindebearbeitung in Glasformen

Besondere Anforderung: M6×0.5 Gewinde in Gusseisenformen müssen eine Ra0,2μm Spiegelglanzoberfläche erreichen.

Technologische Kombination:

• HSS-Substrat + DLC (Diamantähnlicher Kohlenstoff) Beschichtung reduziert den Reibungskoeffizienten auf 0,1.
• Sechs-Flöten-versetztes Zahn-Design eliminiert Vibrationen, kombiniert mit ultraschallunterstütztem Schne

  Fünf praktische Tipps zur Verlängerung der Lebensdauer von Gewindeschneidern

  1. Prinzipien der Materialauswahl

  • Allgemeine Formenstähle (HRC<40): Verwenden Sie HSS-Gewindeschneider.
  • Gehärteter Stahl/Edelstahl: HSSE-Gewindeschneider sind ein Muss.

  2. Beschichtungswahl-Empfehlungen

  • TiN (Gelb): Allzweck, kostengünstig.
  • TiAlN (Schwarz): Geeignet für Hochtemperaturlegierungen.
  • DLC (Silber): Am besten für die Bearbeitung von Spiegeloberflächen.

  3. Kühlmittel-Verwendungsrichtlinien

  • Bearbeitung von Aluminiumformen: Verwenden Sie ölbasierte Kühlschmierstoffe.
  • Bearbeitung von Gusseisenformen: Komprimierte Luft zur Späneabfuhr wird empfohlen.

  4. Verschleißwarnzeichen

  • Gewindemaße überschreiten die Toleranz.
  • Deutliches Ansteigen des Schneidgeräusches.
  • Späne verfärben sich tiefblau oder lila.

  5. Beste Praktiken für die regelmäßige Wartung

  • Späne sofort nach der Verwendung entfernen.
  • Verhindern Sie Rostbildung durch Auftragen von Rostschutzöl während der Lagerung.
  • Unregelmäßigkeiten an den Schneidkanten regelmäßig inspizieren.

  Häufig gestellte Fragen

  Q1: Sollte ich HSS- oder HSSE-Gewindeschneider für die Bearbeitung von DC53-Formenstahl verwenden?

  → HSSE-Gewindeschneider (≥8% Kobalt) werden empfohlen. Die Demagnetisierung vor der Bearbeitung kann die Effizienz um 20% steigern.

  Q2: Wie entferne ich einen abgebrochenen Gewindeschneider aus einem Blindloch?

  → Drei-Schritte-Rückgewinnungsmethode:

  • 1. Zwei Stunden in Durchdringöl einweichen.
  • 2. Einen EDM (Elektrische Entladungsmaschine) verwenden, um den abgebrochenen Gewindeschneider zu entfernen.
  • 3. Das Gewinde mit einem Gewindereparaturwerkzeug wiederherstellen.

  Q3: Wann sollte ein Gewindeschneider ersetzt werden?

  → Verwenden Sie eine Gewindemesslehre: Wenn das Drehmoment um 15% steigt, wenn eine GO-Lehre eingesetzt wird oder eine NO-GO-Lehre mehr als 1,5 Umdrehungen dreht, ersetzen Sie den Gewindeschneider sofort.

  Fazit

  Präzise Gewindeschneider-Auswahl schafft größeren Wert

  Die richtige Auswahl und Verwendung von HSS/HSSE-Gewindeschneidern sorgt für eine qualitativ hochwertige und kostengünstige Gewindebearbeitung in Formen. Durch die Optimierung der Materialauswahl, Bearbeitungsparameter und Betriebsverfahren können erhebliche Effizienzgewinne erzielt werden. Wir bieten über 30 spezialisierte Gewindeschneider-Spezifikationen für Formen und unterstützen maßgeschneiderte Lösungen für nicht-standardisierte Anforderungen, um Ihnen bei einzigartigen Bearbeitungsherausforderungen zu helfen.