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Rollieren Diamant-Glattwalzwerkzeuge sorgen für spiegelglatte und verdichtete Oberflächen

| Autor / Redakteur: Peter Hedrich / Rüdiger Kroh

Das Rollieren ersetzt häufig teure Nachbearbeitungen wie Schleifen, Honen oder Läppen. Es führt aufgrund der Oberflächenverfestigung zu widerstandsfähigen Flächen mit hohem Traganteil und mit Diamant-Glattwalzwerkzeugen sind bei Grauguss Rauigkeitswerte von 0,2 bis 0,4 µm möglich.

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Bild 1: Die Cogsdill-Diamant-Glattwalzwerkzeuge gibt es in vier verschiedenen Bauformen.
Bild 1: Die Cogsdill-Diamant-Glattwalzwerkzeuge gibt es in vier verschiedenen Bauformen.
( Archiv: Vogel Business Media )

Wer eine schnelle, saubere und wirtschaftliche Methode sucht, um Werkstücke aus Metall an genau spezifizierte Größen und Oberflächenqualitäten anzupassen, kommt nicht am Rollieren oder Glattwalzen vorbei. Mit diesem Verfahren lassen sich Werkstücke mit verschiedenen Konturen und aus unterschiedlichen Materialien schnell µm-genau bearbeiten.

Eine Sonderstellung nehmen dabei die Diamant-Glattwalzwerkzeuge von Kempf ein: Der Edelstein in der Spitze sorgt mit sanftem Druck zum Beispiel bei Grauguss für Rauigkeitswerte Ra von 0,2 bis 0,4 µm.

Bildergalerie

Beim Rollieren werden die Oberflächen von Werkstücken niedriger Festigkeit geglättet und verdichtet. Dies geschieht, indem auf manuellen oder CNC-gesteuerten Werkzeugmaschinen spezielle Werkzeuge mit Druck über das Werkstück geführt werden.

Übersteigt der Druck die Fließgrenze des Werkstoffs, beginnt eine Kaltumformung der Randschicht: Unebenheiten im µm-Bereich werden eingeebnet, lockere Gefügestrukturen verdichtet. Auf diese Weise entstehen glatte, zum Teil spiegelnde, widerstandsfähige Flächen mit hohem Traganteil.

Rollieren ersetzt teurere Verfahren wie Schleifen, Honen oder Läppen

Solche Eigenschaften sind dort gefragt, wo es auf geringere Reibung und Lärmentwicklung oder höhere Korrosionsbeständigkeit ankommt, zum Beispiel bei Laufbuchsen oder Wellenlagern. Bei deren Fertigung ersetzt das Rollieren nicht nur teure Nachbearbeitungen wie Schleifen, Honen oder Läppen, es führt aufgrund der Oberflächenverfestigung auch noch zu einer besseren Funktionalität.

Darüber hinaus ist das Verfahren sauberer und schneller. Was aber für viele Anwender sicherlich das Entscheidende ist: Die Bauteile werden maßgenau fertig bearbeitet.

Besonders wo es bei der Oberflächenbearbeitung auf genaue Dimensionen und Endkonturen ankommt, haben sich die Diamant-Glattwalzwerkzeuge von Kempf bewährt. Denn sie sind entwickelt worden, um qualitative Oberflächengüten bei Außenoberflächen an Schäften, in großen Bohrungen oder auf Planflächen zu produzieren.

Glattwalzwerkzeuge verbessern Oberflächengüte deutlich

Die normale Drehbearbeitung erreicht bei den meisten Materialien eine Oberflächengüte Ra zwischen 2 und 3 µm. Die kann mit Glattwalzen deutlich verbessert werden. Bei Grauguss kann beispielsweise mit Diamant-Glattwalzwerkzeugen ein Rauigkeitswert von 0,2 bis 0,4 µm erreicht werden.

Die Cogsdill-Diamant-Glattwalzwerkzeuge gibt es in vier Varianten (Bild 1), die jeweils aus einem Werkzeughalter und dem auswechselbaren Diamant-Einsatz bestehen. DB-1 für den universellen Einsatz, DB-2 als kurze Ausführung für eingeschränkte Einspannmöglichkeiten sowie DB-3 und DB-4 für die Bearbeitung mit CNC-Drehmaschinen.

Mit den geschliffenen und polierten Diamanten können nahezu alle Materialien bearbeitet werden, von Kohlenstoff- über Werkzeugstahl und Gusslegierungen bis hin zu Nichteisen-Metallen. Die Vorbearbeitung sollte für die meisten Materialien zwischen Ra=2 µm und Ra=3 µm liegen.

Einfache Handhabung des Glattwalzwerkzeugs

Die Handhabung ist simpel, es sind keine speziellen Anwenderkenntnisse erforderlich. Beim ersten Einsatz sollte die Stellschraube mit einem Sechskantinbusschlüssel spielfrei angestellt werden, um sie dann um ein bis zwei Umdrehungen weiterzustellen (Bild 2 – siehe Bildergalerie). Diese Vorspannung ist geeignet für die Anwendung bei Stahl bis 500 N/mm2 und kann je nach Werkstoffhärte erhöht oder vermindert werden.

Dann wird das Werkzeug im Stahlhalter der Maschine eingespannt, auf Mitte eingestellt und senkrecht ausgerichtet (Bild 3). Anschließend stellt der Anwender das Werkzeug zu, bis es Kontakt mit dem Werkstück hat. Nach der Berührung wird etwa 0,05 bis 0,08 mm weiter zugestellt. So hebt der Diamant-Einsatz im Halter ab.

Die Feder-Vorspannung presst den Diamanten gegen das Werkstück und schon kann der Längsvorschub gefahren werden. Als Richtwerte gelten für den Vorschub 0,07 bis 0,1 mm/Umdrehung und für die Schnittgeschwindigkeit 229 m/min.

Glattwalzwerkzeuge auch für unterbrochene Oberflächen geeignet

Soll eine unterbrochene Oberfläche glatt gewalzt werden, etwa eine Welle mit Keilnut oder ein Flansch mit Bohrungen, gewährt der Radius am Diamant-Einsatz ein Ausweichen dieser Unterbrechungen. Zudem ist es möglich, den Rolliervorgang von der Werkstückkante aus zu starten.

Wichtig ist in solchen Fällen, dass die vorgegebenen Zustellwerte nicht überschritten werden, weil sonst der Diamant beschädigt werden könnte. Generell ist zu beachten, dass höhere Zustellwerte keine besseren Oberflächen beziehungsweise größere Reduzierung der Durchmesser bewirken.

An dieser Stelle zeigen sich auch die Unterschiede zwischen den Verfahren: Mehrrollen-Rollierwerkzeuge haben den Vorteil des überlappenden Effekts vieler Berührungspunkte, das heißt, sie glätten schneller. Diamant-Glattwalzwerkzeuge arbeiten mit geringeren Vorschubgeschwindigkeiten und benötigen unter Umständen mehrere Durchläufe für die gewünschte Oberflächengüte. Dafür rollieren sie aber die unterschiedlichsten Werkstückkonturen und können sowohl kleine als auch sehr große Durchmesser mit nur einem Werkzeug bearbeiten.

Diamant-Glattwalzwerkzeuge mit Kühlmittel verwenden

Die Diamant-Glattwalzwerkzeuge sollten auf jeden Fall mit Kühlmittel gefahren werden, um die nötige Schmierung zu gewährleisten. Möglich sind Mineralöle, Emulsionen oder synthetische Kühlmittel. Eine Filterung kann die Oberflächenqualität und die Lebensdauer des Werkzeugs verbessern.

Die Diamant-Glattwalzwerkzeuge sind vielseitig einsetzbar, auf allen Durchmessern verwendbar und können unterschiedliche Konturen in einem Gang mit nur einem Werkzeug bearbeiten. Dabei entstehen nur geringe Kosten, weil keine weiteren Investitionen, wie etwa in Hydraulikaggregate bei hydrostatischen Werkzeugsystemen, erforderlich sind.

Peter Hedrich ist Geschäftsführer der Kempf GmbH, 73262 Reichenbach/Fils.

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