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| Redakteur: Bernhard Kuttkat

Werkzeuge mit Wechselschneiden erweitern Leistungsgrenzen der Bohrungsfeinbearbeitung. Der Wettbewerbsdruck, dem heute international tätige Unternehmen ausgesetzt sind, führt auch in der spanenden...

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( Archiv: Vogel Business Media )

Werkzeuge mit Wechselschneiden erweitern Leistungsgrenzen der BohrungsfeinbearbeitungDer Wettbewerbsdruck, dem heute international tätige Unternehmen ausgesetzt sind, führt auch in der spanenden Fertigung zu erhöhten Anforderungen an die Wirtschaftlichkeit und Qualität. Kostenoptimierungen mit minimalem Investitionsaufwand sind gefragt. Bei der Serienfertigung sollen die Hauptzeiten gesenkt werden. Im Trend liegen deshalb Hochgeschwindigkeitsbearbeitung und Minimalmengenschmierung. Dadurch ergeben sich jedoch spezielle Anforderungen an die Werkzeuge zur Bohrungsfeinbearbeitung, an das Reiben von Präzisionsbohrungen. Der Schweizer Werkzeughersteller Dihart nutzt für seine Reibwerkzeuge Reamax das Funktionsprinzip der Wechselschneiden (Bilder 1 und 2), um die Anforderungen der Hochleistungszerspanung zu erfüllen. Die neuartige, kompakt gestaltete Wechselschneide besteht vollkommen aus Hartmetall Große Flexibilität bei der SchneidstoffwahlDie Wechselschneiden gibt es mit Durchmessern von 16 bis 32 mm, im unteren Bereich mit sechs Schneiden, ab 22 mm Durchmesser mit acht Schneiden. Für den Schneidenwechsel sind keinerlei Einstellwerkzeuge erforderlich. Zeit- und kostenintensives Einstellen des Passungsdurchmessers entfällt, weil die Wechselschneiden auf den anwendungsspezifischen Durchmesser hergestellt werden. Das neuartige Konzept dieser modular aufgebauten Wechselschneiden bietet große Flexibilität bezüglich Schneidstoffwahl, Beschichtung und Geometrie. Zusätzlich zu Hartmetall können künftig auch Cermets und Keramik sowie geeignete Oberflächenbeschichtungen gewählt werden, um die Wechselschneide für Anwendungen bei speziellen Werkstoffen zu optimieren. Das Gleiche gilt bei der Form der Schneiden: Die Geometrie lässt sich den Gegebenheiten anpassen. Spanlenkung, -formung und -brechung können auf die Kriterien der Werkstückwerkstoffe abgestimmt werden. Schneidenform und deren Winkeleinstellungen lassen sich definieren, so dass man einen weiteren Freiheitsgrad bei der Fertigungsoptimierung nutzen kann. Die Verbindung zwischen Wechselschneide und Aufnahme (Zylinderschaft DIN 1835) wird durch einen hoch präzisen Kurzkegel erreicht, der einen dem Reibvorgang angemessenen Form- und Kraftschluss gewährt. Für den gesamten Durchmesserbereich der Schneiden gibt es vier Kegelgrößen. Aufgrund der Maßhaltigkeit können die bei der Feinstbearbeitung erforderlichen Rundlauftoleranzen problemlos eingehalten werden. Dies gilt auch beim Auswechseln der Wechselschneide. Die Präzisionsverbindung des Kurzkegels gewährleistet hohe Wechselgenauigkeit und damit ein sofortiges Weiterarbeiten mit einer neuen Hartmetall-Wechselschneide. Die Wechselschneide wird mit einem Zuganker, der durch den Grundkörper geführt wird, und einer Spannmutter fixiert. Auf diese Weise erzielt man eine Vorspannung des gesamten Werkzeugs. Die Reibwerkzeuge sind für das Spanen mit Minimalmengenschmierung (MMS) ausgelegt und bieten auch für die Nassfertigung verbesserte Rahmenbedingungen. Untersuchungen haben dies inzwischen bestätigt. Tests mit Sacklochbohrungen in Sphäroguss haben eine hohe Konstanz bei Durchmesserwerten und Oberflächenqualität gezeigt und eine minimale, geradlinige Verschleißentwicklung - auch bei forcierten Schnittparametern - ergeben. Beim Bearbeiten von Vermikulargraphitguss GGV-40 unter Minimalmengenschmierung zeigten die Reibwerkzeuge mit einer 16-mm-Wechselschneide eine Abnahme des bearbeiteten Durchmessers von weniger als 0,01 mm bei nahezu 300 Bohrungen von jeweils 30 mm Länge.Gute Ergebnisse hat beispielsweise auch die Bearbeitung eines Bremssattels aus Sphäroguss für Nutzfahrzeuge ergeben. Die zwei seitlichen Befestigungsbohrungen mit Durchmessern von 18,04 mm und 18,06 mm waren in der Toleranzklasse H8 und mit einer Oberflächengüte Ra Dieses neue Hochleistungs-Werkzeugsystem wurde konsequent für die Minimalmengenschmierung ausgelegt, die verschiedene markante Prozessvorteile aufweist. Weil der konstanten Zufuhr des gewählten Öl-Luft-Gemisches eine zentrale Bedeutung für die Prozesssicherheit des Gesamtsystems bei der HPC-Reibbearbeitung zukommt, wurde der Kühlmittelkanal im zentralen Zuganker besonders sorgfältig gestaltet. Markante Durchmesser-Übergänge und Nischen waren zu vermeiden. In diesem Kanal gelangt das Öl-Luft-Gemisch bis auf die Höhe der Schneidenposition und wird über radiale Öffnungen direkt vor die jeweiligen Schneiden geleitet. Diese Anordnung gewährleistet einen minimalen Schmierstoffverlust sowie eine der Zerspanung voreilende Benetzung der Bohrungswand. Auch bei höchsten Schnittgeschwindigkeiten ist stets eine ausreichende Schmierung des Werkzeugs gewährleistet. Beim ,,Trockenschnitt" ergibt die höhere Temperatur abnehmende Kräfte und Drehmomente.Schnittgeschwindigkeiten bis 800 m/minEine konventionelle mehrschneidige Reibahle arbeitet mit einer Schnittgeschwindigkeit von 15 m/min und einem Vorschub von 1,2 bis 1,5 mm. Wird eine Überflutungskühlschmierung eingesetzt, ist eine Schnittgeschwindigkeit von 250 m/min erreichbar. Durch den geänderten Spanbildungsprozess der Minimalmengenschmierung sind 400 m/min möglich. Mit dem neuen, modular aufgebauten Reibwerkzeug können schmierstoffreduziert Schnittgeschwindigkeiten von 800 m/min bei einem Vorschub bis zu 2,0 mm erreicht werden. Neben diesen Parametern spielt jedoch auch das Zeitspanvolumen, das hier bis zu 600 cm3/min ergeben kann, ebenfalls eine wesentliche Rolle bei der längerfristigen Beurteilung des Einflusses auf die Produktivität.