Gewinde schneiden in Metall: Anleitung Schritt für Schritt

Ein selbst geschnittenes Gewinde ersetzt Mutter und Gegenhalter und ergibt eine belastbare Schraubverbindung im Material des Bauteils. Der Ablauf besteht aus wenigen Arbeitsschritten, die in einer festen Reihenfolge stehen. Diese Schritt-für-Schritt-Anleitung beschreibt das Gewindeschneiden per Hand und mit der Maschine. Sie zeigt, wie sich ein Innengewinde schneiden lässt, welche Werkzeuge dafür nötig sind und worauf beim Aussengewinde zu achten ist.

Wann sich das Gewindeschneiden lohnt

Ein Innengewinde in einem Bauteil spart Platz und Bauteile. Statt einer Durchgangsbohrung mit Schraube und Mutter entsteht eine Schraubverbindung, die von einer Seite zugänglich bleibt. Das ist bei geschlossenen Profilen, an Maschinengestellen und bei Reparaturen an bestehenden Bauteilen oft die einzige Methode.

Ein zweiter Grund ist die Herstellung von Sondermassen an vorhandenen Bauteilen. Gewindestangen und Verbindungselemente gibt es zwar in allen gängigen Gewindegrössen, an vorhandene Bauteile passen sie jedoch nicht immer. Wer per Hand ein Gewinde schneiden kann, stellt sich das passende Teil in wenigen Minuten selbst her. Diese Art der Herstellung spart bei Einzelstücken den Weg zum Lieferanten.

Für Heimwerker wie für den Profi gilt derselbe Ablauf. Der Unterschied liegt allein in der Menge: Bei einzelnen Löchern arbeitet man per Hand, bei Serien mit der Maschine.

Werkzeuge für das Gewindeschneiden

Die Wahl der Werkzeuge richtet sich danach, ob ein Innengewinde oder ein Aussengewinde entstehen soll. Für beide Arbeiten reicht eine überschaubare Grundausstattung aus. Alles davon findet auch bei anderen Arbeiten an Metall Verwendung.

Ein Satz Handgewindebohrer nach dem üblichen Aufbau besteht aus drei Werkzeugen: Vorschneider mit langem Anschnitt, Mittelschneider und Fertigschneider. Bei Durchgangslöchern lässt sich der Fertigschneider oft weglassen. Der Einsatz aller drei Gewindebohrer lohnt sich vor allem in hartem Material. Ein Gewindebohrer- und Bohrersatz mit 14 Teilen enthält die passenden Bohrer gleich mit, wodurch die Zuordnung von Bohrung und Gewindegrösse entfällt.

Gewindearten und ihre Bezeichnung

Vor dem ersten Schnitt steht die Frage, welche Art von Gewinde entstehen soll. Drei Angaben beschreiben es vollständig: Gewindedurchmesser, Gewindesteigung und die zugehörige Norm. Die gebräuchlichen Gewindearten unterscheiden sich in Flankenwinkel und in der Form des Profils. Für die Wahl der Werkzeuge und für den Kernlochdurchmesser sind die Gewindearten deshalb der erste Anhaltspunkt.

·        ISO Regelgewinde: Diese Art ist der Standardfall im Maschinenbau, bezeichnet mit M und dem Durchmesser, etwa M8

·        ISO Feingewinde: Dieses ISO Gewinde hat eine kleinere Steigung bei gleichem Durchmesser, bezeichnet mit Durchmesser und Steigung, etwa M8 x 1

·        Whitworth-Gewinde: Zollgewinde mit 55 Grad Flankenwinkel, heute vor allem als Rohrgewinde in Gebrauch

·        Unified-Gewinde: Zollgewinde mit 60 Grad Flankenwinkel aus dem amerikanischen Raum

Beim ISO Regelgewinde ist die Steigung durch den Durchmesser festgelegt. Ein M8 Gewinde hat immer 1,25 mm Steigung, ein M10 Gewinde 1,5 mm. Beim ISO Feingewinde gehört die Steigung zwingend in die Bezeichnung, weil derselbe Durchmesser in mehreren Varianten existiert.

Werkstoffe und ihre Besonderheiten

Das Material des Bauteils bestimmt die Werkzeugwahl und den Kraftaufwand. Weiches Material verzeiht kleine Fehler, harte Werkstoffe reagieren empfindlich auf einen falschen Kernlochdurchmesser.

Bei Edelstahl und anderen zähen Werkstoffen wird das Kernloch um 0,1 bis 0,2 mm grösser gebohrt als in der Tabelle angegeben. Der Traganteil sinkt dadurch auf rund 75 Prozent, was für eine tragfähige Schraubverbindung ausreicht und das Drehmoment am Windeisen deutlich senkt.

Innengewinde schneiden: Anleitung in acht Schritten

Ein Innengewinde schneiden heisst zunächst bohren: Das Gewinde entsteht in einer vorbereiteten Bohrung. Der Kernlochdurchmesser ergibt sich aus dem Gewindedurchmesser abzüglich der Steigung. Die folgenden Werte gelten für die gängigen Gewindegrössen.

1. Werkstück spannen

Das Werkstück gehört in einen Schraubstock oder wird mit Zwingen fixiert. Ohne feste Einspannung dreht sich das Werkstück beim Schneiden mit. Ein Bauteil, das nachgibt, führt zu einem schiefen Gewinde und im schlimmsten Fall zu Verletzungen. Bei dünnen Blechen wird eine Holzunterlage untergelegt, damit die Bohrung sauber austritt.

2. Bohrstelle körnen

Die Mitte der geplanten Bohrung wird mit dem Körner markiert. Die Einkerbung führt die Bohrerspitze und verhindert ein Verlaufen auf glatter Oberfläche. Bei harten Werkstoffen genügt ein leichter Schlag, bei Aluminium reicht meist noch weniger.

3. Kernloch vorbohren

Das Vorbohren erfolgt mit dem Durchmesser aus der Tabelle. Für ein M8 Gewinde wird also mit 6,8 mm gebohrt. Ein HSS-Co Spiralbohrer nach DIN 338 eignet sich für harte Werkstoffe, für weiches Material wie Aluminium und Kunststoff reichen einfache Bohrer aus HSS. Bei Sacklöchern wird zwei bis drei Steigungen tiefer gebohrt als das Gewinde später reichen soll.

4. Bohrung entgraten

Der Kegelsenker entfernt den Grat und erzeugt gleichzeitig eine leichte Fase am Rand. Diese Fase erleichtert dem Gewindebohrer das Anschneiden und verhindert ein Aufwerfen des Materials. Der Kegelsenker läuft mit geringer Drehzahl und leichtem Druck.

5. Gewindebohrer ansetzen

Der Vorschneider wird ins Windeisen gespannt und senkrecht auf die Bohrung im Werkstück gesetzt. Die ersten zwei Umdrehungen entscheiden über die Ausrichtung des gesamten Gewindes. Mit einem Anschlagwinkel lässt sich die Senkrechte an zwei Seiten prüfen, bei häufigem Bedarf lohnt sich eine einfache Führungshilfe.

6. Schneiden mit Schneidöl

Vor dem eigentlichen Schnitt kommt Schneidöl auf Werkzeug und Bohrung. Anschliessend wird eine halbe bis ganze Umdrehung vorwärts geschnitten, danach folgt eine Vierteldrehung zurück. Das Zurückdrehen bricht den Span und verhindert ein Verstopfen der Nuten. Schneidöl wird während der Arbeit mehrfach nachgegeben.

7. Mittel- und Fertigschneider

Nach dem Vorschneider folgen Mittelschneider und Fertigschneider in derselben Bohrung. Bei allen drei Gewindebohrern gilt derselbe Rhythmus aus Vorwärtsdrehen und Zurückdrehen. Beide schneiden leichter, weil sie nur noch das restliche Material abtragen. Bei Sacklöchern schneidet erst der Fertigschneider bis zum Grund.

Sackloch oder Durchgangsloch

Beim Durchgangsloch tritt das Werkzeug unten aus, die Späne fallen nach vorn heraus. Ein Gewindebohrer mit Schälanschnitt schneidet hier am schnellsten, weil er die Späne in Vorschubrichtung schiebt.

Beim Sackloch bleibt alles innen in der Bohrung. Spiralgenutete Werkzeuge fördern die Späne nach oben aus dem Loch heraus. Das nutzbare Gewinde endet zwei bis drei Gänge vor dem Bohrungsgrund, weil der Anschnitt des Werkzeugs kegelig ausläuft. Wer ein Gewinde bis fast auf den Grund schneiden will, greift zusätzlich zu Gewindebohrern mit kurzem Anschnitt.

8. Reinigen und prüfen

Späne werden mit Druckluft oder einem Pinsel entfernt, bei Sacklöchern zusätzlich mit einem Magneten. Die Kontrolle erfolgt mit einer Schraube der passenden Grösse: Die Schraube muss sich per Hand über die volle Tiefe eindrehen lassen, ohne zu klemmen. Damit ist das Innengewinde fertig.

Aussengewinde schneiden mit dem Schneideisen

Ein Aussengewinde schneiden lässt sich auf einer Welle, einer Stange oder einem Rohr. Der Ablauf spiegelt das Vorgehen beim Innengewinde, gearbeitet wird jedoch von aussen auf das Material. Statt einer Vorbohrung wird hier der Rohdurchmesser vorbereitet, der etwa 0,1 bis 0,2 mm unter dem Nennmass liegt. Gewindestangen und Rundmaterial aus dem Handel haben dieses Mass in jeder Grösse bereits.

1.      Rundmaterial senkrecht im Schraubstock spannen, Weichbacken schützen die Oberfläche

2.      Das Ende mit einer Feile oder dem Kegelsenker auf 45 Grad anfasen

3.      Schneideisen mit der angefasten Seite nach unten in den Halter einsetzen und festklemmen

4.      Werkzeug ansetzen, mit leichtem Druck anschneiden und die Senkrechte prüfen

5.      Schneidöl auftragen und wie beim Innengewinde eine Vierteldrehung zurückdrehen

6.      Nach dem Erreichen der Gewindelänge das Schneideisen zurückdrehen und das Aussengewinde mit einer Mutter der passenden Grösse prüfen

Ein Aussengewinde schneiden dauert bei gleichem Durchmesser länger als ein Innengewinde, weil das Werkzeug mehr Material abtragen muss. Geschlitzte Schneideisen lassen sich im Halter über eine Schraube geringfügig aufweiten oder schliessen. Damit wird das Aussengewinde bei Bedarf in zwei Durchgängen geschnitten, was in zähen Werkstoffen die Kraft am Hebel deutlich senkt.

Gewindeschneiden mit der Maschine

Bei mehreren gleichen Gewinden lohnt sich der Einsatz einer Maschine, weil die Arbeit pro Gewinde deutlich schneller geht. Maschinengewindebohrer arbeiten einteilig und schneiden das Gewinde in einem Durchgang. Gegenüber Handgewindebohrern entfällt damit der Wechsel der Werkzeuge. Maschinengewindebohrer aus HSS-E in M3 bis M12 eignen sich für Stahl, Edelstahl, Guss und Buntmetalle.

·        Drehzahl: Als Anhaltswert gelten 5 bis 15 m/min Schnittgeschwindigkeit, bei M8 also rund 200 bis 500 U/min

·        Führung: Ein Gewindeschneidfutter mit Längenausgleich verhindert, dass der Vorschub das Gewinde streckt

·        Rechts- und Linkslauf: Die Maschine muss umschaltbar sein, um das Werkzeug wieder herauszufahren

·        Werkzeugart: Spiralgenutete Gewindebohrer fördern die Späne nach oben und passen für Sacklöcher, Werkzeuge mit Schälanschnitt schieben die Späne nach vorn und passen für Durchgangslöcher

Beim Arbeiten mit der Ständerbohrmaschine wird die Pinole ohne Kraft geführt, das Werkzeug zieht sich selbst ins Material. Zusätzlicher Druck von Hand führt zu einem ausgerissenen Profil.

Gewinde in Kunststoff und Holz

In Kunststoff wird das Kernloch rund 0,1 mm kleiner gebohrt, weil das Material nach dem Schneiden zurückfedert. Gewinde in Holz halten dagegen nur bei geringer Belastung, da die Fasern unter Zug ausreissen. Für Verbindungen in Holz kommen deshalb Einschlagmuttern oder Gewindeeinsätze zum Einsatz, die ein metrisches Innengewinde in das Holz bringen. Direkt geschnittene Gewinde in Holz bleiben Sonderfällen vorbehalten, etwa bei Hartholz mit grossen Durchmessern.

Per Hand oder mit der Maschine

Beide Methoden führen zum selben Ergebnis, unterscheiden sich aber in Aufwand und Genauigkeit.

Beim Schneiden per Hand spürt man den Widerstand im Windeisen und merkt sofort, wenn Späne klemmen. Diese Arbeit lässt sich mit etwas Übung sehr genau ausführen. Diese Rückmeldung fehlt an der Maschine, weshalb dort die Vorbereitung besonders sauber sein muss. Welche Methode die richtige ist, hängt allein von der Stückzahl ab.

Häufige Fragen und typische Fehler beim Gewinde schneiden

·        Gewindebohrer bricht ab: Meist zu kleines Kernloch, fehlendes Schneidöl oder verklemmte Späne im Sackloch, besonders beim Einsatz kleiner Gewindebohrer

·        Gewinde sitzt schief: Der Anschnitt war nicht senkrecht, hier hilft nur ein neuer Ansatz an anderer Stelle

·        Schraube klemmt: Späne im Gewinde oder ein verschlissener Gewindebohrer, der kein volles Profil mehr schneidet

·        Gewinde hat Spiel: Das Kernloch war zu gross, der Traganteil reicht nicht mehr aus

·        Werkstück dreht sich mit: Die Spannung im Schraubstock reicht nicht, Weichbacken schaffen mehr Reibung

Beim Gewinde schneiden treten immer wieder dieselben Fragen auf.

Lässt sich ein ausgerissenes Gewinde retten? In vielen Fällen ja. Das Loch wird auf die nächste Gewindegrösse aufgebohrt und neu geschnitten, oder ein Gewindeeinsatz stellt das ursprüngliche Mass innen wieder her.

Wie tief muss ein Innengewinde sein? Als Faustregel gilt das Einfache des Durchmessers in Stahl und das Anderthalbfache in Aluminium. Ein M8 Gewinde in Aluminium sollte demnach rund 12 mm tief tragen.

Welche Werkzeuge braucht man für den Anfang? Ein Satz Handgewindebohrer in den Gewindegrössen M4 bis M12, ein Windeisen, die passenden Bohrer, ein Kegelsenker und Schneidöl decken alles ab, was beim Heimwerken und in der Werkstatt üblicherweise anfällt.

Warum brechen Gewindebohrer so oft in kleinen Grössen? Werkzeuge unter M5 vertragen nur wenig Drehmoment. Bei diesen Grössen arbeitet auch der Profi per Hand und dreht nach jeder halben Umdrehung zurück, damit die Späne brechen.

Beim Bohren und beim Schneiden von Gewinden fliegen Späne mit hoher Geschwindigkeit weg. Eine Schutzbrille nach den geltenden Normen für Augenschutz gehört deshalb zu jeder Arbeit an Metall, auch bei kurzen Handgriffen in der Werkstatt.

Gewinde schneiden: Anleitung im Überblick

Der Ablauf bleibt bei jedem Durchmesser gleich: Kernlochdurchmesser aus der Tabelle entnehmen, körnen, vorbohren, entgraten, senkrecht ansetzen und mit Schneidöl in kleinen Schritten schneiden. Für ein Aussengewinde tritt das Schneideisen an die Stelle des Gewindebohrers, der übrige Ablauf beim Schneiden bleibt bestehen.

Sauberes Arbeiten zahlt sich in der Haltbarkeit der Schraubverbindung aus. Wer regelmässig Gewinde herstellt, hält Bohrer, Gewindebohrer und Schneideisen als abgestimmten Satz vor. Passende Werkzeuge für das Bohren und Gewindeschneiden finden sich in der Kategorie Schneid- und Trennwerkzeug.

Alles Wichtige auf einen Blick:

·        Kernlochdurchmesser aus der Tabelle entnehmen, im Zweifel Durchmesser minus Steigung rechnen

·        Werkstück fest einspannen, Bohrstelle körnen und mit dem passenden Bohrer vorbohren

·        Bohrung mit dem Kegelsenker entgraten, damit das Werkzeug sauber anschneidet

·        Beim Gewindeschneiden reichlich Schneidöl verwenden und regelmässig zurückdrehen

·        Fertiges Gewinde mit einer Schraube oder einer Lehre prüfen