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Drehen

High-Speed-Präzisionsdrehen bei harten Werkstoffen

| Autor / Redakteur: Benjamin Kaehlcke / Peter Königsreuther

Bild 1: Eine Kaast UHP-450 beim Hartdrehen. Auch beim Feinstdrehen können die hochpräzise und vibrationsarm arbeitenden Maschinen gute Ergebnisse liefern.
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Bild 1: Eine Kaast UHP-450 beim Hartdrehen. Auch beim Feinstdrehen können die hochpräzise und vibrationsarm arbeitenden Maschinen gute Ergebnisse liefern. (Bild: Anreas Papke)

Eine Herausforderung für Drehexperten ist die Bearbeitung von harten Werkstücken, die auch noch sehr gute Oberflächen und genaue Maße haben sollen – und das alles möglichst wirtschaftlich und produktiv. Eine neu entwickelte Drehmaschine erfüllt bei diesem Anforderungsprofil nun höchste Ansprüche.

Kaast versteht sich nicht nur als reines Handelshaus für die Metall verarbeitende Industrie, sondern entwickelt auch verstärkt selbst Maschinen. Das Unternehmen verfolgt beispielsweise bei der Konzeption seiner Hochpräzisions-Drehmaschine ein Plattformkonzept, das zu besonders leistungsfähigen Anlagen führt. Das Kaast-Entwicklerteam mit seinem Leiter Hartmut Kastor hat in lediglich zwölf Monaten mit dem Projekt UHP (ultra-high-precision) eine Drehmaschinengeneration an den Markt gebracht, die besonders im Bereich Feinst- und Hartdrehen ihre Einsatzfelder gefunden hat und finden wird.

Die aus der bereits existierenden Alpha-Turn-Serie stammende Alpha Turn 450 Plus bildet dabei den Kern des neuen Konzepts. Unterschiedlichste Maschinenbereiche wurden nun auch überarbeitet, angepasst und optimiert. Unter anderem wurde das gesamte Antriebskonzept komplett erneuert: So wurde aus einer zuvor als Allrounder angelegten Maschine ein regelrechter Spezialist geformt, dessen Praxistauglichkeit den Vergleich mit den Platzhirschen des Drehmaschinenmarktes in keinster Weise scheuen muss.

Gedrehte Ventilsitzringe vom Feinsten

Die erste Generation hat sich bereits fest am Markt etabliert: unter anderem bei einem deutschen Zulieferer von Steuertriebteilen für mittelschnell laufende Gas- und Dieselmotoren. Speziell eingesetzt wird die Maschine in diesem Zusammenhang zum Feinstdrehen der Dichtfläche am Ventilsitzring. In derselben Aufspannung wird außerdem die Passung für den Presssitz im Zylinderkopf gedreht. Ein weiterer anspruchsvoller Aspekt besteht im Hinblick auf die geforderten Form- und Lagetoleranzen bei den eingesetzten Werkstoffen.

Die Ventilsitzringe setzen sich zum einen aus hochwarmfesten, verschleißarmen Materialien, wie etwa CrNi 60/40, und/oder aus Bimetall zusammen, das heißt, einem hochwarmfesten Grundwerkstoff, wie beispielsweise 1.4718. Auf diesen wird zusätzlich eine besonders verschleißfeste Schicht aus sogenanntem Stellite auf Kobalt- oder Nickelbasis aufgeschweißt. Die Zerspanung dieser Werkstoffsysteme ist deshalb äußert komplex und anspruchsvoll. Denn dabei läuft der Prozess bereits im Bereich des Hartdrehens ab. Diese unterschiedlichen Materialkombinationen sowie die Form- und Lagetoleranzen stellen extreme Anforderungen an die Drehbearbeitung:

  • eine Rundlaufgenauigket von ≤ 10 µm;
  • eine Rundheitsgenauigkeit von ≤ 10 µm;
  • eine Geradheit von ≤ 6 µm;
  • eine Durchmessertoleranz für die vorgesehenen Passungen von ≤ 15 µm.

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