Axiales Gewinderollen

Beim Gewinderollen wird die Gewindeform durch Kaltumformung des Werkstoffs hergestellt. Durch sehr hohen Druck erfolgt eine dauerhaft plastische Verformung des Werkstoffs. Die Gewinderollen verdrängen das Material aus dem Gewindekern und lassen es in Richtung der Gewindespitzen fließen. Dabei wird der Faserverlauf nicht unterbrochen, sondern nur verändert. Das Ergebnis ist ein Gewinde mit hoher Festigkeit, Profil- und Maßgenauigkeit.

Der zum Gewinderollen erforderliche Vorbearbeitungsdurchmesser entspricht dem Flankendurchmesser des Gewindes. Die Toleranz wird so gewählt, dass der gewünschte Außendurchmesser des Gewindes erreicht wird, die Gewindespitzen aber nicht voll ausgeformt werden.

Eine Veränderung des Vorbearbeitungsdurchmessers kann sich drei- bis fünffach im Außendurchmesser auswirken. Daher kann ein um 0,02 mm größerer Vordrehdurchmesser einen um bis zu 0,1 mm größeren Außendurchmesser bewirken. Voll ausgeformte Gewindespitzen wirken sich negativ auf die Rollenstandzeit aus und können zum Rollenbruch führen.

BAUART HELIX

Die HELIX Axial-Gewinderollsysteme sind in drei verschiedenen Größen und unterschiedlichen Varianten erhältlich, mit denen sich Gewinde von M6 – M22 bzw. 1/4" – 7/8" herstellen lassen.

IHRE HELIX VORTEILE

 

BAUART RS/RR MIT ROLLENHALTER

Die großen Arbeitsbereiche (M2,5–M75) der einzelnen Rollsystemtypen werden durch den schnellen und einfachen Austausch der Rollenhalter ermöglicht. Diese unterscheiden sich durch den Arbeitsbereich und den Halterwinkel.

MEHR INFOS

Das Werkstück muss auf den Vorbearbeitungsdurchmesser d_v vorgedreht werden, eine Fase und ggf. ein Gewindefreistich müssen angedreht werden.
Der Vorbearbeitungsdurchmesser d_v entspricht dem Flankendurchmesser d₂ des Gewindes, die zulässige Toleranz ist abhängig vom gewünschten Ausrollgrad und der Gewindesteigung. Je feiner die Gewindesteigung, umso kleiner muss die Toleranz beim Vordrehen gehalten werden.

d_v ≈ d₂

HINWEIS:
Zu beachten ist, dass sich eine Veränderung im Vordrehdurchmesser um das Drei- bis Fünffache im Außendurchmesser auswirkt.

 

 

HINWEIS:
Fasen Sie das Werkstück bei Spitzgewinden mit γ = 15–20° (max. 30°) und bei Trapez- und Rundgewinden mit
γ = 8–15° an.
Der Durchmesser d1 sollte mindestens 0,2 mm kleiner als der Kerndurchmesser d3 des Gewindes sein.

d₁ ≤ d₃ − 0,2 mm

Vorbearbeitetes Werkstück ohne Freistich

D = Bunddurchmesser
d_v = Vorbearbeitungsdurchmesser
d₁ = Durchmesser am Beginn der Fase
l₁ = Gewindelänge
l₂ = Länge des Gewindeauslaufs
γ = Fasenwinkel

 

Vorbearbeitetes Werkstück mit Freistich

D = Bunddurchmesser
d_v = Vorbearbeitungsdurchmesser
d₁ = Durchmesser am Beginn der Fase
l₁ = Gewindelänge
l₂ = Breite des Gewindefreistichs
γ = Fasenwinkel
β = Auslauffase
d_f = Durchmesser im Freistich

DER GEWINDEAUSLAUF

Der kleinstmögliche Gewindeauslauf bzw. Gewindefreistich l2 ist abhängig von:
> der Gewindesteigung
> dem Rollenanlauf

Der Rollenanlauf gibt die Umformstufen des Rollensatzes an, z. B.

A3:     
3 Umformstufen, d. h. der erste Zahn der Rolle 3 formt auf volle Gewindetiefe.
a ≈ 1,5 • P

A4 (Standard):    
4 Umformstufen, d. h. der zweite Zahn der Rolle 1 formt auf volle Gewindetiefe. a ≈ 2 • P

A7:    
7 Umformstufen, d. h. der dritte Zahn der Rolle 1 formt auf volle Gewindetiefe.
a ≈ 3 • P

Beispiel A4-Rollenanlauf

ERMITTLUNG DES GEWINDEAUSLAUFS

l₂ = a + s

l₂ = Kleinstmögliche(r) Gewindeauslauf bzw. Freistichbreite
a = Abstandsmaß bis zum ersten vollen Profilzahn
s = Sicherheitsabstand der Rolle bis zum Werkstückbund

Beispiel Gewinde M12 × 1,5:
a = 2,8 mm
s = Gewählt 0,5 mm
l₂ = 2,8 + 0,5 = 3,3 mm

EINSTELLEN DER GEWINDELÄNGE (UMFORMLÄNGE) AUF DER MASCHINE

Konventionelle Maschine

• Stellen Sie sicher, dass das Rollsystem geöffnet ist. Öffnen Sie dieses ggf. manuell.
• Fahren Sie das Rollsystem auf die gewünschte Endposition. Diese Position kann durch den Innenanschlag des Rollsystems oder durch einen Anschlag an der Maschine festgelegt werden und wird so gewählt, dass die gewünschte Gewinde- bzw. Umformlänge erreicht wird.
• Fahren Sie in die Startposition des Rollvorgangs zurück.
• Schließen Sie das Rollsystem manuell durch Verdrehen des Schließhebels bis zum Einrasten der Kupplung.

 

CNC-Maschine

• Vermessen Sie das Rollsystem in geöffnetem Zustand.
• Berechnen Sie den Verfahrweg.
• Programmieren Sie den Verfahrweg in der Maschinensteuerung.
• Programmieren Sie den Vorschubstopp bei Erreichen der Endposition mit einer kurzen Verweilzeit, damit das Rollsystem selbsttätig öffnet.

BERECHNEN DES VERFAHRWEGS

z = l_U + x = l₁ + a + x

z = Verfahrweg
l₁ = Nutzbare Gewindelänge
l_U = Umformlänge inkl. Gewindeauslauf
a = Gewindeauslauf
x = Sicherheitsabstand zum Werkstück
(bei der Festlegung von x muss berücksichtigt werden, dass das Rollwerkzeug in geschlossenem Zustand kürzer ist. (Öffnungsweg s = Werkzeugabhängig)

BERECHNEN DER VERWEILZEIT

t_s = Verweilzeit
s = Öffnungsweg des Rollwerkzeugs
n = Spindeldrehzahl [1/min]
f = Vorschub [mm]