Einführung in das Gewindeschneiden und Gewindelochdurchmesser
Dieser umfassende Leitfaden bietet standardisierte Tabellen für Gewindebohrergrößen und die resultierenden Innengewindedurchmesser für metrische und zöllige Gewinde. Gemäß ISO- und ANSI/ASME-Normen ist eine präzise Bohrlochvorbereitung entscheidend für die Herstellung hochwertiger Innengewinde. Die Tabellen konzentrieren sich auf Extrusionsgewindebohrer (spanfreie Gewindebohrer), die das Material verformen, ohne es zu schneiden, und dadurch Vorteile hinsichtlich Festigkeit und spanfreiem Arbeiten bieten. Bei Schneidgewindebohrern dient der maximale Bohrlochdurchmesser nach dem Gewindeschneiden als Richtwert. Alle Maße sind, sofern nicht anders angegeben, in Millimetern (mm) angegeben, um die Einhaltung von Industrienormen wie ISO 724 für metrische Gewinde und ASME B1.1 für zöllige Gewinde zu gewährleisten.
Die korrekte Wahl des Vorbohrlochdurchmessers minimiert Gewindebohrerbruch, gewährleistet die Gewindeintegrität und optimiert die Montageleistung. Faktoren wie Materialduktilität, Schmierung und Maschinensteifigkeit beeinflussen die Ergebnisse. Diese Ressource ist unerlässlich für Zerspanungsmechaniker, Ingenieure und Fertigungsmitarbeiter in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und im allgemeinen Maschinenbau.
Wichtige Konzepte: Vor dem Gewindeschneiden vs. Nach dem Gewindeschneiden Innengewindedurchmesser
Das Verständnis des Unterschieds zwischen dem Durchmesser der Bohrung vor dem Gewindeschneiden und dem Durchmesser des Innengewindes nach dem Gewindeschneiden ist von grundlegender Bedeutung:
- Vorgewindebohrlochdurchmesser: Die anfängliche Bohrlochgröße vor dem Gewindeschneiden ist speziell auf Extrusionsgewindebohrer abgestimmt, um den Materialfluss zu ermöglichen und Gewinde ohne übermäßige Krafteinwirkung zu formen.
- Innengewindedurchmesser nach dem Gewindeschneiden: Der nach dem Gewindeschneiden gemessene Kerndurchmesser des geformten Innengewindes muss mit den Toleranzklassen übereinstimmen (z. B. 6H für metrische Gewinde).
Bei Extrusionsgewindebohrern sind die Vorbohrungen in der Regel 5-15% kleiner als bei Schneidgewindebohrern, um die plastische Verformung zu erleichtern. Beachten Sie stets die materialspezifischen Richtlinien, da härtere Werkstoffe wie Edelstahl unter Umständen angepasste Abmessungen erfordern, um Kaltverfestigung oder Gewindebohrerbruch zu vermeiden.
Metrische Grobgewindebohrergrößen (Extrusionsgewindebohrer)
Die folgende Tabelle enthält Details zu metrischen Grobgewinden gemäß ISO 724. Sie umfasst die Kerndurchmesser nach dem Gewindeschneiden (min./max.) und die Lochgrößen vor dem Gewindeschneiden für Extrusionsgewindebohrer. Diese Werte gelten für Standard-Kohlenstoffstahl; bei Legierungen sind die Werte aufgrund der Duktilität anzupassen.
| Spezifikation | Mindestbohrung nach dem Gewindeschneiden (mm) | Maximaler Lochdurchmesser nach dem Gewindeschneiden (mm) | Vorgewinde min. (mm) | Vorgewinde max. (mm) |
|---|---|---|---|---|
| M1x0,25 | 0.73 | 0.78 | ||
| M1,1×0,25 | 0.83 | 0.89 | ||
| M1,2×0,25 | 0.93 | 0.98 | ||
| M1,4×0,3 | 1.08 | 1.14 | 1.23 | 1.26 |
| M1,6×0,35 | 1.22 | 1.32 | ||
| M1,7×0,35 | 1.33 | 1.42 | 1.5 | 1.55 |
| M1,8×0,35 | 1.42 | 1.52 | ||
| M2x0,4 | 1.57 | 1.67 | 1.77 | 1.83 |
| M2,2×0,45 | 1.71 | 1.84 | 1.95 | 2.01 |
| M2,3×0,45 | 1.87 | 1.97 | 2.07 | 2.13 |
| M2,5×0,45 | 2.01 | 2.14 | 2.25 | 2.31 |
| M2,6×0,45 | 2.12 | 2.23 | 2.35 | 2.41 |
| M3x0,5 | 2.46 | 2.6 | 2.72 | 2.79 |
| M3,5×0,6 | 2.85 | 3.01 | 3.16 | 3.24 |
| M4x0,7 | 3.24 | 3.42 | 3.6 | 3.69 |
| M4,5×0,75 | 3.69 | 3.88 | 4.07 | 4.17 |
| M5x0,8 | 4.13 | 4.33 | 4.55 | 4.65 |
| M6x1.0 | 4.92 | 5.15 | 5.43 | 5.55 |
| M7x1.0 | 5.92 | 6.15 | 6.43 | 6.55 |
| M8x1,25 | 6.65 | 6.91 | 7.29 | 7.42 |
| M9x1,25 | 7.65 | 7.91 | 8.29 | 8.42 |
| M10x1,5 | 8.38 | 8.68 | 9.15 | 9.3 |
| M11x1,5 | 9.38 | 9.68 | 10.15 | 10.3 |
| M12x1,75 | 10.11 | 10.44 | 11.01 | 11.19 |
| M14x2.0 | 11.84 | 12.21 | ||
| M16x2.0 | 13.84 | 14.21 |
Hinweis: Leere Zellen kennzeichnen Standardwerte, die für die Extrusion in diesen Größen üblicherweise nicht empfohlen werden; Alternativen finden Sie in ISO 965.
Metrische Feingewindebohrergrößen (Extrusionsgewindebohrer)
Metrische Feingewinde bieten höhere Festigkeit bei vibrationsanfälligen Anwendungen. Die folgende Tabelle orientiert sich an der ISO 724-Feingewindereihe mit vorgeschnittenen Größen, die für Extrusionsgewindebohrer in duktilen Werkstoffen optimiert sind.
| Spezifikation | Standarddurchmesser (mm) | Vorgewinde max. (mm) | Vorgewinde min. (mm) |
|---|---|---|---|
| M1,0x0,2 | 0.8 | 0.821 | 0.783 |
| M1,1×0,2 | 0.9 | 0.921 | 0.883 |
| M1,2×0,2 | 1 | 1.021 | 0.983 |
| M1,4×0,2 | 1.2 | 1.221 | 1.183 |
| M1,6×0,2 | 1.4 | 1.421 | 1.383 |
| M1,7×0,2 | 1.45 | 1.5 | 1.46 |
| M1,8×0,2 | 1.6 | 1.621 | 1.583 |
| M2,0x0,25 | 1.75 | 1.785 | 1.729 |
| M2,2×0,25 | 1.95 | 1.985 | 1.929 |
| M2,3×0,25 | 2.05 | 2.061 | 2.001 |
| M2,5×0,35 | 2.2 | 2.221 | 2.121 |
| M2,6×0,35 | 2.2 | 2.246 | 2.186 |
| M3.0x0.35 | 2.7 | 2.721 | 2.621 |
| M3,5×0,35 | 3.2 | 3.221 | 3.121 |
| M4,0x0,5 | 3.5 | 3.599 | 3.459 |
| M4,5×0,5 | 4 | 4.099 | 3.959 |
| M5,0x0,5 | 4.5 | 4.599 | 4.459 |
| M5,5×0,5 | 5 | 5.099 | 4.959 |
| M6,0x0,75 | 5.3 | 5.378 | 5.188 |
| M6,0x0,5 | 5.5 | 5.55 | 5.4 |
| M7,0x0,75 | 6.3 | 6.378 | 6.188 |
| M7,0x0,5 | 6.5 | 6.55 | 6.4 |
| M8,0x1,0 | 7 | 7.153 | 6.917 |
| M8,0x0,75 | 7.3 | 7.378 | 7.188 |
| M8,0x0,5 | 7.5 | 7.52 | 7.4 |
| M9,0x1,0 | 8 | 8.153 | 7.917 |
| M9,0x0,75 | 8.3 | 8.378 | 8.188 |
| M10x1,25 | 8.8 | 8.912 | 8.647 |
| M10x1.0 | 9 | 9.153 | 8.917 |
| M10x0,75 | 9.3 | 9.378 | 9.188 |
| M10x0,5 | 9.5 | 9.52 | 9.4 |
| M11x1.0 | 10 | 10.153 | 9.917 |
| M11x0,75 | 10.3 | 10.378 | 10.188 |
| M12x1,5 | 10.5 | 10.676 | 10.376 |
| M12x1.0 | 11 | 11.153 | 10.917 |
| M12x0,5 | 11.5 | 11.52 | 11.4 |
| M14x1,5 | 12.5 | 12.676 | 12.376 |
| M14x1.0 | 13 | 13.153 | 12.917 |
| M15x1,5 | 13.5 | 13.676 | 13.376 |
| M15x1.0 | 14 | 14.153 | 13.917 |
| M16x1,5 | 14.5 | 14.676 | 14.376 |
| M16x1.0 | 15 | 15.153 | 14.91 |
| M17x1,5 | 15.5 | 15.676 | 15.376 |
| M17x1.0 | 16 | 16.153 | 15.917 |
| M18x2.0 | 16 | 16.21 | 15.835 |
| M18x1,5 | 16.5 | 16.676 | 16.376 |
| M18x1.0 | 17 | 17.153 | 16.917 |
| M20x2.0 | 18 | 18.21 | 17.835 |
| M20x1,5 | 18.5 | 18.676 | 18.376 |
| M20x1.0 | 19 | 19.153 | 18.917 |
| M22x2.0 | 20 | 20.21 | 19.835 |
| M22x1,5 | 20.5 | 20.676 | 20.376 |
| M22x1.0 | 21 | 21.153 | 20.917 |
| M24x2.0 | 22 | 22.21 | 21.835 |
| M24x1,5 | 22.5 | 22.676 | 22.376 |
| M24x1.0 | 23 | 23.153 | 22.917 |
| M25x2.0 | 23 | 23.21 | 22.835 |
| M25x1,5 | 23.5 | 23.676 | 23.376 |
| M25x1.0 | 24 | 24.153 | 23.917 |
| M26x1,5 | 24.5 | 24.676 | 24.376 |
| M27x2.0 | 25 | 25.21 | 24.835 |
| M27x1,5 | 25.5 | 25.676 | 25.376 |
| M27x1.0 | 26 | 26.153 | 25.917 |
| M28x2.0 | 26 | 26.21 | 25.835 |
| M28x1,5 | 26.5 | 26.676 | 26.376 |
| M28x1.0 | 27 | 27.153 | 26.917 |
| M30x3.0 | 27 | 27.252 | 26.752 |
| M30x2.0 | 28 | 28.21 | 27.835 |
| M30x1,5 | 28.5 | 28.676 | 28.376 |
| M30x1.0 | 29 | 29.153 | 28.917 |
| M32x2.0 | 30 | 30.21 | 29.835 |
| M32x1,5 | 30.5 | 30.676 | 30.376 |
| M33x3.0 | 30 | 30.252 | 29.752 |
| M33x2.0 | 31 | 31.21 | 30.835 |
| M33x1,5 | 31.5 | 31.676 | 31.376 |
| M36x3.0 | 33 | 33.252 | 32.752 |
| M36x2.0 | 34 | 34.21 | 33.835 |
| M36x1,5 | 34.5 | 34.676 | 34.376 |
| M35x1,5 | 33.5 | 33.676 | 33.376 |
Bei Feingewinden muss die Lochtiefe die Gewindelänge um mindestens das 1,5-fache der Steigung überschreiten, um genügend Gewindesteigung und Materialfluss zu gewährleisten.
Unified Coarse Thread (UNC) Gewindebohrergrößen (Extrusionsgewindebohrer)
Unified Coarse (UNC)-Gewinde gemäß ASME B1.1 sind in nordamerikanischen Anwendungen üblich. Die Maße wurden zur besseren Vergleichbarkeit in Millimeter umgerechnet, die ursprünglichen Zollangaben sind jedoch vermerkt.
| Spezifikation | Mindestbohrung nach dem Gewindeschneiden (mm) | Maximaler Lochdurchmesser nach dem Gewindeschneiden (mm) | Vorgewinde min. (mm) | Vorgewinde max. (mm) |
|---|---|---|---|---|
| Nr. 1-64UNC | 1.43 | 1.58 | 1.63 | 1.71 |
| Nr. 2-56UNC | 1.69 | 1.87 | 1.93 | 2.02 |
| Nr. 3-48UNC | 1.94 | 2.15 | 2.22 | 2.32 |
| Nr. 4-40UNC | 2.16 | 2.39 | 2.49 | 2.61 |
| Nr. 5-40UNC | 2.49 | 2.7 | 2.82 | 2.92 |
| Nr. 6-32UNC | 2.64 | 2.9 | 3.05 | 3.19 |
| Nr. 8-32UNC | 3.3 | 3.53 | 3.71 | 3.83 |
| Nr. 10-24UNC | 3.68 | 3.96 | 4.23 | 4.37 |
| Nr. 12-24UNC | 4.34 | 4.6 | 4.88 | 5.02 |
| 1/4-20UNC | 4.98 | 5.26 | 5.63 | 5.77 |
| 5/16-18UNC | 6.4 | 6.73 | 7.13 | 7.3 |
| 3/8-16UNC | 7.8 | 8.15 | 8.63 | 8.8 |
| 7/16-14UNC | 9.14 | 9.55 | 10.09 | 10.29 |
| 1/2-13UNC | 10.59 | 11.02 | 11.6 | 11.82 |
| 9/16-12UNC | 11.99 | 12.45 | ||
| 5/8-11UNC | 13.39 | 13.87 | ||
| 3/4-10UNC | 16.31 | 16.84 | ||
| 7/8-9UNC | 19.18 | 19.76 | ||
| 1-8UNC | 21.97 | 22.61 |
Bei größeren UNC-Größen kann der Einsatz von Extrusionsgewindebohrern Spezialausrüstung erfordern; für Durchmesser über 1/2 Zoll werden häufig Schneidgewindebohrer bevorzugt.
Bewährte Verfahren für Zapfstellenoperationen
Um beim Zapfen optimale Ergebnisse zu erzielen:
- Wählen Sie Bohrer mit Toleranzen von H7 oder besser zum Vorbohren von Löchern.
- Verwenden Sie Schneidflüssigkeiten oder Schmierstoffe, die für die Extrusion geeignet sind (z. B. hochviskose Öle für Aluminium).
- Um Gewindeverformungen zu vermeiden, muss die Gewindeausrichtung innerhalb von 0,1 Grad gehalten werden.
- Nach dem Gewindeschneiden die Gewinde mit Gut/Ausschuss-Lehren prüfen, um die Einhaltung der Normen sicherzustellen.
- Bei der Serienfertigung empfiehlt sich das CNC-Gewindeschneiden mit Stichzyklen, um die Wärmeentwicklung zu reduzieren.
Die Einhaltung dieser Verfahren verbessert die Gewindequalität, reduziert Fehler und verlängert die Werkzeugstandzeit, was den Empfehlungen von ASME und ISO entspricht.
Häufig gestellte Fragen
Worin besteht der Unterschied zwischen Extrusions- und Schneidgewindebohrern?
Extrusionsgewindebohrer formen Gewinde durch Materialverdrängung und erzeugen so festere, ausrissfreie Gewinde, die sich ideal für weiche Metalle eignen. Schneidgewindebohrer entfernen Material und sind für härtere Legierungen geeignet, erzeugen aber Späne, die entsorgt werden müssen.
Wie passe ich die Vorbohrlochgrößen für verschiedene Materialien an?
Bei duktilen Werkstoffen wie Messing sollte das kleinste Vorbohrloch verwendet werden. Bei spröden Werkstoffen wie Gusseisen empfiehlt sich das Schneiden von Gewindebohrern und die Verwendung größerer Bohrungen, um Risse zu vermeiden. Beachten Sie hierfür die jeweiligen Werkstoffnormen wie ASTM.
Warum sind einige Tabellenzellen leer?
Die Leerzeichen kennzeichnen Größen, bei denen das Gewindeschneiden durch Extrusion weniger üblich oder nicht standardisiert ist; konsultieren Sie ISO 965 oder ASME B1.1 für Alternativen oder verwenden Sie die Richtlinien für Schneidgewinde.
Welche Toleranzklasse sollte ich bei Innengewinden anstreben?
Für allgemeine Anwendungen sollten Toleranzen von 6H (metrisch) oder 2B (einheitlich) angestrebt werden. Präzisionsanwendungen erfordern möglicherweise Toleranzen von 4H oder 3B, die mit kalibrierten Messgeräten überprüft werden müssen.
Können diese Tabellen auch für Edelstahl verwendet werden?
Ja, aber vergrößern Sie das Vorbohrloch um 2-5% bei kaltverfestigenden Stählen wie 304SS, um Fressen zu verhindern. Führen Sie immer eine Probebohrung durch und tragen Sie Anti-Seize-Mittel auf.
Wie tief sollte das Bohrloch zum Gewindeschneiden sein?
Um einen vollständigen Gewindeeingriff zu gewährleisten und ein Aufsitzen zu vermeiden, bohren Sie mindestens das 1,5- bis 2-fache der Gewindetiefe plus der Gewindebohrer-Fasenlänge.
