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Formen Gewindeschneiden

Beitrag 09.09.2016, 15:26 Uhr
Andy742000
Andy742000
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Hallo

hat jemand eine einfache Formel parat oder eine Idee, wie ich mit wenigen Informationen berechnen kann, welches Spanvolumen beim Gewindeschneiden entsteht ? Es geht nur um Metrisches ISO Gewinde wink.gif
Eingabewerte für Aussengewinde sollen sich auf folgende Werte beschränken:
- Ausssendurchmesser Gewinde
- Steigung des Gewindes
- Gewindelänge

Eingabewerte für Innengewinde :
- Nenndurchmesser Gewinde
- Steigung des Gewindes
- Gewindelänge

Gewindeauslauf bei Aussengewinde, bzw Gewindeanschnitt bei Innengewinde ist nicht unbedingt relevant ....
Primär geht es um die nutzbare Gewindelänge !

Danke im voraus ....

Schönen Freitag und ein schönes WE noch


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MfG
Andy

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und nun nicht weiter gekommen als bis zur Sinumerik ;-)

PS : Ich hasse R- Parameter ! Aus Rxxx wird unter Beachtung der Mond-Parabel und der "ERDschen" Glockenkurve nach der Division mit PI/8 + Werkhallenhöhe ein neuer sinnvoller Parameter Rxxx

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Beitrag 09.09.2016, 17:16 Uhr
myca
myca
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smile.gif Hi,

ein Paar Hinweise für eine Annäherung:

- Gewinde metrisch 60° - 3-Eck, Höhe=Gewindetiefe -->> FLÄCHE
- Mittlererduchmesser PI * (Id + Ad)/2 -->> Länge pro Gang - bei kleinen Steigungen ist die Längendifferenz zwischen Kreis und Helix klein.

Diese Angaben so umgestalten, das Du mit AD (ID), Steigung und Gewindelänge auf Dein Volumen kommst.

G. smile.gif thomas
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Beitrag 09.09.2016, 17:24 Uhr
nico1991
nico1991
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Letzter Tipp:

Die Länge der Helix pro Gang ist

Lhel = SQRT(GewindeSteigung^2+(MittlererGewindedurchmesser*Pi)^2)

LG Nico



Der Beitrag wurde von nico1991 bearbeitet: 09.09.2016, 17:26 Uhr
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Beitrag 09.09.2016, 18:14 Uhr
Andy742000
Andy742000
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Hallo

Jungs ich danke euch danke.gif

Damit stehen dann folgende Formeln im Raum

ADreieck_Gewinde = 2* ((LSteigung / 2 ) * (( LSteigung / 2)/( TAN( LSteigung / 2))) / 2)
DMittendurchmesser = DNenndurchmesser_Gewinde - ((LSteigung / 2)/(TAN(LSteigung / 2))
LHeii=SQRT(LSteigung2+(DMittendurchmesser *Pi)2)
LGesamt_Heli=(LGewindelänge * LHeii
VSpirale=ADreieck_Gewinde * LGesamt_Heli

Nochmals vielen Dank
Und schönen Abend und schönes WE


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MfG
Andy

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Beitrag 09.09.2016, 18:50 Uhr
myca
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smile.gif Hi,

das ist aber falsch:

LGesamt_Heli=(LGewindelänge * LHeii

soll:

LGesamt_Heli=(LGewindelänge/STEIGUNG * LHeii

Lheli ist ne Helixlänge/pro Gang.

Ob der Rest OK ist, KA.


G. smile.gif thomas
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Beitrag 09.09.2016, 18:55 Uhr
Andy742000
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Hi

stimmt, da ist was abhanden gekommen, du hast natürlich recht danke.gif

Schönen Abend


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MfG
Andy

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Beitrag 09.09.2016, 19:51 Uhr
Guest_guest_*
Themenstarter

Gast



Fäche aus Nenndurchmesser minus Fläche aus Kerndurchmesser durch 2 mal Länge.
D= Nenndurchmesser
P= Steigung
L= Länge

Volumen bei Bolzen= ((POT(D)*PI/4)-((POT(D-(1,2269*P))*PI/4))/2*L
Volumen bei Bohrung= ((POT(D)*PI/4)-((POT(D-(1,0825*P))*PI/4))/2*L

wink.gif
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Beitrag 10.09.2016, 14:35 Uhr
Andy742000
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Damit die Formeln hier auch mal vollständig und richtig angezeigt werden ;

Variablen:
LSteigung = Gewindesteigung

WFlanken = Flankenwinkel

DNenndurchmesser_Gewinde = Nenndurchmesser des Gewindes

LGewindelänge = Gewindelänge


Ergebnisse:
ADreieck_Gewinde = Fläche des Dreiecks des Gewindegangs

DMittendurchmesser = Mittendurchmesser

LHeli = Länge eines Gewindegangs

LGesamt_Heli = Spirallänge des Gewindes

VSpirale = Volumen des geschnittenen Gewindegangs


Formeln:
ADreieck_Gewinde = 2* ((LSteigung / 2 ) * (( LSteigung / 2)/( TAN( WFlanken / 2))) / 2)

DMittendurchmesser = DNenndurchmesser_Gewinde - ((LSteigung / 2)/(TAN(WFlanken/ 2))

LHeli=SQRT(LSteigung2+(DMittendurchmesser *Pi)2)

LGesamt_Heli=(LGewindelänge/ LSteigung) * LHeli

VSpirale=ADreieck_Gewinde * LGesamt_Heli

Nochmal allen einen herzlichen Danke danke.gif

Schönes WE


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MfG
Andy

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Beitrag 10.09.2016, 15:42 Uhr
Guest_guest_*
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Gast



Das wär mir zu kompliziert. wink.gif
Was kommt denn da beispielsweise für M10x20 raus? Für Bolzengewinde und Muttergewinde raus?

Der Beitrag wurde von guest bearbeitet: 10.09.2016, 15:43 Uhr
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Beitrag 10.09.2016, 17:46 Uhr
InTex
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Puuuhhhh....da muss ich ja rechnen um das Zeitspanvolumen zu erhalten. coangry.gif
Ich weiss, es hat jetzt nichts mit Formeln und Selbstberechnung zu tun, aber ich habe dafür auch ein Tool gefunden.
Ergo...nicht gleich wieder scharf zurück schiessen biggrin.gif


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Eine Schraube ohne Gewinde ist ein Nagel

Grüsse aus dem Harz - InTex
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Beitrag 10.09.2016, 18:08 Uhr
Andy742000
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Ich hatte auch die andere genannte Formel genommen, aber auf meinem Taschenrechner finde ich kein "POT" Taste.

Aber ich nehme an, das mit POT die 2. Potenz gemeint ist. wink.gif
Zudem bin ich grundsätzlich ein Gegner von Konstanten in Formeln, deren Herkunft und Richtigkeit ich nicht kenne.

Und wenn man einmal eine Formel in eine Tabellenkalkulation eingehämmert hat, ist Sie auch jederzeit nutzbar ...

Alles Gut und schön
Und eine schönes WE



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MfG
Andy

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Beitrag 10.09.2016, 18:24 Uhr
Guest_guest_*
Themenstarter

Gast



Na ja, man kann auch etwas einfacher rechnen.
Das Volumen, das bei einem Regel-Gewinde zerspant wird, ist annähernd die Hälfte des Differenz-Volumens, zwischen den Volumen aus Nenndurchmesser und Kerndurchmesser.
Den Kerndurchmesser kann man entweder aus dem Tabellenbuch ablesen, oder selbst berechnen.
Für Bolzengewinde wird die Steigung mit Faktor 1,2269 vom Nenndurchmesser abgezogen, Faktor 1,0825 gilt bei der Gewindebohrung (Muttergewinde). Das Kernloch wird ja etwas größer gebohrt (D-P) So werden auch die DIN-Reihen berechnet. Die Faktoren kann man auch dem Tabellenbuch Metall entnehmen.
Kreisflächeninhalt = D²*PI/4
Die Differenz aus den Flächen für Nenn- und Kerndurchmesser wird noch halbiert. Eine Hälfte für die Mutter und eine Hälfte für den Bolzen ergibt ja ein ganzes Gewinde.
Das ganze mit der Gewindelänge multipliziert, ergibt dann das Spanvolumen, das entfernt werden muß.

Um beim Beispiel M10 x 20 zu bleiben, sind das 262,481mm³ mit 2,063g Stahlspäne am Gewindebolzen.
Aus der passenden Mutter müßten nach dem Kernloch, noch 334,351mm³ mit 1,842g Stahlspäne entfernt werden.
Das Gewicht wird übrigens aus dem spezifischen Gewicht 7,86 g/cm³ für Stahl (mittlerer Wert) berechnet.

Natürlich kann man das auch noch viel aufwändiger berechnen. Man muß das aber nicht, wenn es auch etwas einfacher geht. wink.gif

Der Beitrag wurde von guest bearbeitet: 10.09.2016, 18:29 Uhr
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Beitrag 10.09.2016, 18:56 Uhr
Guest_guest_*
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Gast



ZITAT
Aus der passenden Mutter müßten nach dem Kernloch, noch 234,351mm³ mit 1,842g Stahlspäne entfernt werden.


Da war ein Tippfehler. Also bitte nicht als Rechenfehler oder falsche Formel deuten... wink.gif
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Beitrag 10.09.2016, 19:49 Uhr
nico1991
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Der Rechenweg sei ja mal dahingestellt. Viele Wege führen nach Rom. Aber was zum Teufel fange ich mit der gewonnen Information an?

LG Nico
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Beitrag 10.09.2016, 20:18 Uhr
Andy742000
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Hi

für ein Werkstück sehr wenig, ausser das es eine sg. "Ballastinformation" seinen könnte.
Aber es gibt Werkstoffe deren Wiederverkaufswert sehr hoch ist.
Und wenn man dann eine Großauftrag hat, und auf einem größeren Maschinenpark verschiedene Werkstoffe verarbeitet werden, die man nicht unbedingt als Mischschrott abgeben will ! Hilft das unter anderem bei der Planung, wieviele getrennte Container man ordern muss.

Neben hilft es auch Langfingern auf die Schliche zu kommen wink.gif
Wobei letzteres auch mit Reststücken das größere Problem darstellt ...

Schönen Abend noch


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MfG
Andy

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Beitrag 10.09.2016, 21:23 Uhr
nico1991
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ok. verstehe

Aber warum hast du dann nicht einfach die Kernlöcher beim Gewindeformen als Berechnungsgrundlage genommen? Die 1-2% Abweichung aufgrund nicht ausgeprägter Gewindespitzen beim Umformen seien ja mal dahingestellt.

Mich würde tatsächlich eine Vergleichsrechnung der jetzt insgesamt 3 vorgeschlagenen Methoden bei einem metrischen M6 Gewinde interessieren.

Beim Außengewinde natürlich schwieriger smile.gif

LG Nico
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Beitrag 10.09.2016, 21:53 Uhr
Andy742000
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Hi

Zwischen Innengewindeformen und evt. Aussengewinderollen für die Formmaße sind schon beträchtlich...
Ich habe nun inzwischen die Formel dahin gehend angepasst, dass ich mir trotz größeren Aufwandes der Formeleingabe auf den Masse- Schwerpunkt der Gewindedreiecksfläche verlagert habe. Damit habe ich eine Abweichung zu guests Rechenweg von unter 0,2 % / Part !

Wenn ich das mit Methoden die Du vorgeschlagen hast so umsetzen würde, habe ich eine Abweichung bei Gewindelängen >150 mm und bei Stückzahlen >50.000 Stück / Monat Abweichungen im 2 stelligen % Bereich .

Mir ist auch bewusst , dass nicht jedes Gramm aus der Maschine via Späneförderer herausgetragen wird...

Spätestens, wenn du feststellst, dass nach deine theoretischen Andenken , dir Monatlich fast 5K € fehlen, weil das nicht offiziell beim Vertragspartner "Schrotthändler" landet ... würde wohl jeder mal anfangen Wege zu suchen, um einen Erklärung zu finden.
Und wir sind immer noch in Deutschland ! Eine 24 Stunden- Videoüberwachung der Mitarbeiter, auch an den Arbeitsplätzen ist nicht so ohne weiteres möglich.

Wenn in der Woche 5 Kilo fehlen, ist mir das "gelinde" gesagt auch noch "Wursch-Egal" !


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MfG
Andy

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Beitrag 10.09.2016, 21:57 Uhr
Guest_guest_*
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Gast



@Andy742000

Die Erste Formel stimmt wohl nicht ganz.
ZITAT
ADreieck_Gewinde = 2* ((LSteigung / 2 ) * (( LSteigung / 2)/( TAN( WFlanken / 2))) / 2)

Um die Höhe des Dreiecks zu errechnen würde ich Sinus bemühen.

Höhe=Steigung*sin(90-Flankenwinkel/2)/2
A_Dreieck_Gewinde=Steigung*Höhe/2
oder zusammengefasst:
A_Dreieck_Gewinde=Steigung*(Steigung*sin(90-Flankenwinkel/2))/2
Damit hast du aber den ganzen Flächeninhalt des theoretischen Dreiecks. Also inklusive der bereits weggebohrten Spitze in der Gewindebohrung.

Damit wäre die Rechnung schon der größte "Langfinger". wink.gif

@nico1991
Die Idee mit der Bohrung von geformten Gewindelöchern kommt schon mal sehr nahe an die Realität. thumbs-up.gif
Beim Außengewinde ist das natürlich theoretisch auch möglich, wenn man Walz-Durchmesser annimmt. Nachteil wäre allerdings die Streckung des Zapfens, die man auch noch berücksichtigen müsste.
Ich denke aber, daß die Gewindetabellen nach DIN 13-1 (1999-11) die beste Referenz mit größtmöglicher Praxisrelevanz sind.

Der Beitrag wurde von guest bearbeitet: 10.09.2016, 22:11 Uhr
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Beitrag 10.09.2016, 22:14 Uhr
Andy742000
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Hi

Jetzt mal zur Mathematik :

2x ( obwohl erstmal überflüssig )
Alpha = 60 Grad / 2
Ankathete Alpha ist = ( Steigung / 2 ) / ( TAN ( Alpha / 2 )
Und in einem rechtwinkligen Dreieck gilt immer noch (Ankathete * Gegenkathete)/ 2 ist der Flächeninhalt !
Also doch wieder mal 2 ( weil gespiegelt ) wink.gif

Oder Steigung mal ermittelter Gewindetiefe wäre das selbe wink.gif Jetzt kommt es nur drauf an ob man Innen - oder Aussen- Gewinde machen will.


Und wer "Sagt" das Gewinde immer Muttern oder Innengewinde seinen müssen ?

-guest
Wenn ich Innengewinde fertige, dann weis ich schon im Vorfeld was ich als Volumen ausgebohrt habe wink.gif

Der Beitrag wurde von Andy742000 bearbeitet: 10.09.2016, 22:24 Uhr


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Beitrag 10.09.2016, 22:39 Uhr
Andy742000
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ZITAT(Andy742000 @ 10.09.2016, 23:14 Uhr) *
...
Alpha = 60 Grad / 2
Ankathete Alpha ist = ( Steigung / 2 ) / ( TAN ( Alpha / 2 )

Das war ein Schreibfehler...
Richtig ist jetzt hier :
Ankathete Alpha ist = ( Steigung / 2 ) / ( TAN ( Alpha ))

Sorry hier muss ich mich auch mal korrigieren

Schönen Abend


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Andy

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Beitrag 11.09.2016, 00:55 Uhr
cgTNC
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ZITAT(Andy742000 @ 10.09.2016, 15:35 Uhr) *
ADreieck_Gewinde = 2* ((LSteigung / 2 ) * (( LSteigung / 2)/( TAN( WFlanken / 2))) / 2)
DMittendurchmesser = DNenndurchmesser_Gewinde - ((LSteigung / 2)/(TAN(WFlanken/ 2))

Für ein M10x1.5 Regelgewinde würde sich demnach ergeben:
Gewindetiefe = 0.75 / TAN 30 = 1.299 mm
Alterantiv: 1.5 * COS 30 = 1.299 (aus Wikipedia)
oder: 1.5 * SIN (90-30) = 1.299 (von guest)
Soweit alles Richtig. smile.gif

Wie guest schon angedeutet hat: Die Gewindeflanken sind nicht spitz, nicht am Innen- und auch nicht am Aussendurchmesser.
Entsprechend muß von der oben berechneten Gewindetiefe noch deutlich was abgezogen werden.
Erschwerend kommt hinzu, dass die Flanken teilweise auch einen Radius haben. Dadurch ist der Querschnitt der Flanken und des zerspanten Materials nicht Halbe-Halbe.
Guckst du hier, da gibts auch ein schöne Zeichnung dazu:
https://de.wikipedia.org/wiki/Metrisches_ISO-Gewinde

Denn 10 - 1.299 = 8.701 kann nicht der Mittendurchmesser sein, 8.5 ist ja schon das Kernloch. wink.gif

Im Moment ist die berechnete Fläche einerseits deutlich zu groß,
der Mittendurchmesser ist andererseits deutlich zu klein,
das mag sich zufällig halbwegs gegeneinander ausgleichen.

Dann gibts noch nen Unterschied zwischen Theorie und Praxis:
Laut Tabellenbuch hat M10-Innengewinde einen Kerndurchmesser von 8.376 mm = 10 - 1.0825 x Steigung.
Vorgebohrt wird aber 8.5 = 10 - 1.0000 x Steigung.

Laut der Wikipedia-Zeichnung müssen von den Berechneten 1.299 3/8 abgezogen werden, bleiben 5/8
1.299 / 8 x 5 = 0.8119
10 - (2 x 0.8119) = 8.376 (das Ergebnis entspricht dem Tabellenbuch)

Gruß
cgTNC

Der Beitrag wurde von cgTNC bearbeitet: 11.09.2016, 01:09 Uhr
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Beitrag 11.09.2016, 07:45 Uhr
Andy742000
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HI
ZITAT(Andy742000 @ 10.09.2016, 22:53 Uhr) *
...
Ich habe nun inzwischen die Formel dahin gehend angepasst, dass ich mir trotz größeren Aufwandes der Formeleingabe auf den Masse- Schwerpunkt der Gewindedreiecksfläche verlagert habe. Damit habe ich eine Abweichung zu guests Rechenweg von unter 0,2 % / Part !
....

Wer den ganzen Thread liest und nicht nur überfliegt sollte das nicht überlesen haben wink.gif

Ich bedanke mich trotz aller dem bei allen die sich an der Lösung des Problems ernsthaft beteiligt haben danke.gif

Allen anderen sei gesagt, die Aufgabe / das Problem war klar gestellt ! Echte Hilfe kam nur aus den ersten Posts, der Rest ist nur dünnes, an den Haaren herbei gezogenes "dummes Gelabere" bzw "µ - spielerei" !

Bei z.B. M32 x (Länge) 280mm Aussengewinde interessiert es mich schon, ob die Formel sich auf unter 1% / Part genaue Ergebnisse liefert, was man im Bedarfsfalle auch nachwiegen kann wink.gif

Die ganzen Posts bezüglich des Volumens, alle auf Innengewinde bezogen, sind "Dünner" den "Dünn" wink.gif Klar braucht man erst ein Loch bevor man ein Innen-Gewinde schneiden kann wink.gif ( Kommt mir jetzt nicht mit Werkzeugen wo man erst bohrt, und dann das Gewinde fräst - das sind dann technologische Entscheidungen - trotz aller dem ist das Loch vor dem Innengewinde da wink.gif )

Den Diskutierern bezüglich des Aufwand, sollte gesagt sein, in Tabellen in Tabellenkalkulations- Programmen die man als Tabellenvorlage speichert, muss man diese nur öffnen, dann seine Werte eintagen und dann wieder abspeichern. Da wird nix überschrieben, oder das man den ganzen inzwischen entstanden "Wust" erneut eingeben muss.

Schönen Sonntag noch


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MfG
Andy

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Beitrag 11.09.2016, 10:41 Uhr
Guest_guest_*
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Hallo Andy,

ich hab jetzt noch keinen abwegigen Post von anderen Forenmitgliedern hier gelesen.
Deine Reaktion darauf läßt eher vermuten, daß dir andere Meinungen und Ansichten relativ am A... vorbeigehen. daumdown.gif
Natürlich kann jeder ein Problem auf seine ganz persönliche und spezielle Art lösen... Das kann man annehmen, oder eben auch nicht.
Wenn man um Hilfe bittet, sollte man aber nicht gleich aggressiv auf jede Äußerung reagieren, die einem gerade nicht in den Kram passt.
Ich finde die Posts, anders als du, außerordentlich hilfreich, weil sie Fehlerquellen aufzeigen, die bei einer, zwar mathematisch richtigen, aber im Zusammenhang nicht ausreichend korrekten Berechnung auftreten, bzw. auftreten können.

Wenn du mal zwei Schritte zurück trittst und alles mit "Abstand" betrachtest, könntest du hier einiges erkennen.

Du erinnerst dich vielleicht noch an deine Ausgangsfrage? Du wolltest eine einfache Lösung der Berechnung, die der Realität möglichst nahe kommt. Oder habe ich da was fehlinterpretiert?

Deine Antwort auf Lösungsvorschläge:
ZITAT
Die ganzen Posts bezüglich des Volumens, alle auf Innengewinde bezogen, sind "Dünner" den "Dünn" Klar braucht man erst ein Loch bevor man ein Innen-Gewinde schneiden kann ( Kommt mir jetzt nicht mit Werkzeugen wo man erst bohrt, und dann das Gewinde fräst - das sind dann technologische Entscheidungen - trotz aller dem ist das Loch vor dem Innengewinde da )

... finde ich noch gelinde gesagt unverschämt.

Allen noch einen schönen sonnigen Sonntag.
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Beitrag 11.09.2016, 21:12 Uhr
cgTNC
cgTNC
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ZITAT(Andy742000 @ 11.09.2016, 08:45 Uhr) *
...
Allen anderen sei gesagt, die Aufgabe / das Problem war klar gestellt ! Echte Hilfe kam nur aus den ersten Posts, der Rest ist nur
dünnes, an den Haaren herbei gezogenes "dummes Gelabere" bzw "µ - spielerei" !
...
Die ganzen Posts bezüglich des Volumens, alle auf Innengewinde bezogen, sind "Dünner" den "Dünn" wink.gif Klar braucht man erst ein Loch bevor man ein Innen-Gewinde schneiden kann wink.gif ( Kommt mir jetzt nicht mit Werkzeugen wo man erst bohrt, und dann das Gewinde fräst - das sind dann technologische Entscheidungen - trotz aller dem ist das Loch vor dem Innengewinde da wink.gif )

Na da ist guest ja nochmal gut weg gekommen, dass zumindest sein Vorschlag zum Aussengewinde Deine Gnade findet.

Das es nur beim Aussengewinde auf irgendwelche Prozente ankommt und bei einem M10 Innengewinde 124µ von Kerndurchmesser vollkommen wurst sind, solltest Du das nächste mal vielleicht deutlicher machen. wink.gif

Der Beitrag wurde von cgTNC bearbeitet: 11.09.2016, 21:17 Uhr
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Beitrag 11.09.2016, 21:46 Uhr
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ZITAT(cgTNC @ 11.09.2016, 22:12 Uhr) *
Na da ist guest ja nochmal gut weg gekommen, dass zumindest sein Vorschlag zum Aussengewinde Deine Gnade findet.

Das es nur beim Aussengewinde auf irgendwelche Prozente ankommt und bei einem M10 Innengewinde 124µ von Kerndurchmesser vollkommen wurst sind, solltest Du das nächste mal vielleicht deutlicher machen. wink.gif


Was sind schon 20% Abweichung vom "echten" Profil... Das läßt sich doch locker an anderer Stelle kompensieren? wink.gif
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