Gewindewerkzeuge

"Gewindeschneider" ist der umgangssprachliche Oberbegriff für Werkzeuge, mit denen man Gewinde schneidet. Fachlich unterscheidet man: Der Gewindebohrer schneidet ein INNENgewinde (in eine Bohrung), das Schneideisen schneidet ein AUSSENgewinde (auf einen Bolzen oder eine Stange). Ein "Gewindeschneidsatz" enthält meist beides plus Windeisen und Halter.

Ein Handgewindebohrer-Satz besteht aus drei Werkzeugen, die nacheinander benutzt werden: dem Vorschneider (langer Anschnitt, 1 Ring), dem Mittelschneider (2 Ringe) und dem Fertigschneider (kurzer Anschnitt, 3 Ringe oder ohne Ring), der das Gewinde auf Endmaß bringt.

Für normalen Stahl und Universaleinsatz reicht HSS bzw. HSS-E. Für Edelstahl (VA/Inox) und zähe Werkstoffe ist HSS-E (Kobalt) die richtige Wahl - langsam und gut gekühlt. Für harte Werkstoffe wie z.B. gehärteter Stahl eignet sich VHM (Vollhartmetall) oder ein Gewindefräser. In weichen, umformbaren Werkstoffen (Alu, Baustahl, Kupfer) liefert ein Gewindeformer besonders feste Gewinde.

Das hängt davon ab, ob das Gewinde geschnitten (Gewindebohrer) oder geformt (Gewindeformer) wird. Beim Schneiden wird Material abgetragen, beim Formen wird es verdrängt. Der Gewindeformer braucht deshalb ein etwas größeres Kernloch.

Beim Gewindebohrer gilt die Faustregel Kernloch = Gewindedurchmesser minus Steigung. Daraus ergeben sich M3 → 2,5 mm, M4 → 3,3 mm, M5 → 4,2 mm, M6 → 5,0 mm, M8 → 6,8 mm, M10 → 8,5 mm, M12 → 10,2 mm, M14 → 12,0 mm und M16 → 14,0 mm.

Beim Gewindeformer gilt als Faustregel Kernloch ≈ Gewindedurchmesser minus halbe Steigung. Das ergibt M3 → 2,8 mm, M4 → 3,7 mm, M5 → 4,65 mm, M6 → 5,55 mm, M8 → 7,4 mm, M10 → 9,3 mm, M12 → 11,2 mm, M14 → 13,1 mm und M16 → 15,1 mm.

Beim Formen ist der genaue Durchmesser besonders wichtig. Ein zu kleines Loch führt zu hohen Drehmomenten bis hin zum Werkzeugbruch, ein zu großes Loch zu einem unvollständig ausgeformten Gewinde. Maßgeblich sind daher die Herstellerangaben. Gewindeformer eignen sich nur für umformbare Werkstoffe wie Stahl, Edelstahl oder Aluminium, nicht für spröde Werkstoffe wie Grauguss.

Vor dem Gewindeschneiden oder -formen die Bohrung leicht ansenken (90°). Das sorgt für einen sauberen Einlauf und verhindert Aufwerfungen am Gewindeanfang.

Gewinde unterscheiden sich vor allem in Maßsystem, Steigung, Profilform und ob sie zylindrisch oder kegelig sind. Die gängigen Arten:

• M – Metrisches ISO-Regelgewinde (60°): Standard für Befestigungsschrauben.
• MF – Metrisches ISO-Feingewinde (60°): kleinere Steigung, höhere Festigkeit, feine Einstellung.
• UNC – Unified Coarse (60°): amerikanisches Zoll-Regelgewinde.
• UNF – Unified Fine (60°): amerikanisches Zoll-Feingewinde.
• BSW – British Standard Whitworth (55°): älteres britisches Befestigungsgewinde.
• BSF – British Standard Fine (55°): Whitworth-Feingewinde.
• G – Whitworth-Rohrgewinde, zylindrisch (55°): Rohrverbindungen, nicht selbstdichtend.
• R / Rp / Rc – Whitworth-Rohrgewinde, kegelig bzw. zylindrisches Innengewinde (55°): selbstdichtende Rohrverbindungen.
• NPT – National Pipe Taper (60°): amerikanisches kegeliges Rohrgewinde, mit Dichtmittel.
• NPTF – National Pipe Taper Fuel (60°): kegelig, dichtet ohne Dichtmittel.
• Pg – Stahlpanzerrohrgewinde (80°): Kabelverschraubungen in der Elektrotechnik.
• Tr – Metrisches Trapezgewinde (30°): Bewegungsgewinde für Spindeln.
• S – Sägengewinde (33°, Flanken 3°/30°): für hohe Kräfte in einer Richtung, z. B. Pressen.
• Rd – Rundgewinde (30°): unempfindlich gegen Schmutz, z. B. Kupplungen.

Der Flankenwinkel ist der Winkel zwischen den beiden Flanken eines Gewindeprofils, gemessen im Längsschnitt. Er bestimmt, welche Gewinde zueinander passen: Ein Werkzeug mit 60° kann kein 55°-Gewinde fertigen, auch wenn Durchmesser und Steigung ähnlich sind.

Bei kleinen Abmessungen ist der Schaft zu dünn für eine Zentrierbohrung an der Werkzeugspitze. Deshalb wird dort stattdessen eine kegelige Spitze angeschliffen, über die der Gewindebohrer bei der Herstellung zwischen den Spitzen aufgenommen und präzise geschliffen wird. Die Spitze hat also fertigungstechnische Gründe und keine Funktion beim Gewindeschneiden.

Für die Praxis im Sackloch heißt das: Die Spitze ragt über den Anschnitt hinaus und braucht Platz am Bohrungsgrund. Das Kernloch muss daher etwas tiefer gebohrt werden, damit die gewünschte nutzbare Gewindetiefe erreicht wird und die Spitze nicht auf dem Grund aufsitzt.

Außengewinde (z. B. auf einer Stange oder einem Bolzen) schneidet man mit einem Schneideisen im passenden Schneideisenhalter. Das Werkstück anfasen, das Schneideisen mit der Anschnittseite gerade ansetzen, mit Schneidöl arbeiten und regelmäßig zurückdrehen, um den Span zu brechen. Für Serien oder harte Werkstoffe lässt sich ein Außengewinde auch mit einem Gewindefräser auf der CNC herstellen.
Bei Drehteilen in der Serienfertigung wird das Gewinde mit einem Drehstahl aufgeschnitten.