Polieren passt Hartmetallflächen der Anwendung an

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TU Dortmund Institut für Spanende Fertigung

Mit zunehmender Bohrtiefe wird der benötigte Weg für die Späne länger. Infolgedessen steigt die Werkzeugbelastung durch Spanreibung. Eine Verminderung des Reibwerts zwischen Span und Spannut verspricht daher einen besseren Spantransport aus der Bohrung und somit höhere Bohrtiefen bei gleichbleibendem Bohrungsdurchmesser sowie eine erhöhte Sicherheit gegen Werkzeugbruch durch Spanklemmer.

Herstellung von Hartmetall-Bohrwerkzeugen im Labormaßstab nachgebildet

Am Institut für spanende Fertigung der TU Dortmund wurden das Polieren von Hartmetallflachproben und der Einsatz von wendelgenuteten Vollhartmetall-Bohrwerkzeugen mit großem L/D-Verhältnis und polierten Spannuten untersucht. Für die Schleif- und Polierversuche wurden Rohlinge aus einem für die Herstellung von Schaftwerkzeugen üblichen Hartmetall (K30F) bearbeitet: zunächst mit einer hybrid gebundenen Schleifscheibe im Plan-Umfangs-Längsschleifverfahren, bevor die so erzeugten Oberflächen mit einer elastisch gebundenen Diamantscheibe poliert wurden.

So war es möglich, die Vorgehensweise bei der Herstellung von Bohrwerkzeugen am Institut nachzubilden. In der Praxis werden auch im ersten Schritt die Spannuten in einem Tiefschleifprozess erzeugt, bevor abschließend das Polieren der Nuten durch Schleifscheiben mit feinsten Korngrößen in einer elastischen Bindung erfolgt.

Nachgelagertes Polieren verbessert Oberflächengüte deutlich

Beim Poliervorgang wurden die Prozessparameter variiert und so die Zusammenhänge zwischen den erzeugten Probenoberflächen und den gewählten Polierparametern analysiert. Ausgehend von einer geschliffenen Oberfläche zeigt Bild 1 (siehe Bildergalerie) die Beschaffenheit der mit unterschiedlichen Prozessparametern polierten Oberflächen.

Nach dem Poliervorgang sind die Oberflächenrauheiten sehr niedrig, daher wurden die Flachproben optisch mithilfe eines Weißlichtmikroskops analysiert, um ein möglichst genaues grafisch aufbereitetes Abbild der polierten Oberflächen zu erhalten. Allen polierten Proben ist zunächst gemein, dass sich die Oberflächengüte durch den nachgelagerten Poliervorgang deutlich verbessert hat.

Angepasste Polierparameter können Polierzeit verkürzen

Weiterhin kann festgestellt werden, dass die Variation der Polierparameter einen Einfluss auf die erreichte Oberflächenqualität und damit auf die erzeugte Rauheit hat. Mit angepassten Prozessparametern lässt sich bei der Bearbeitung von Schaftwerkzeugen in der Praxis beispielsweise die Polierzeit verkürzen.

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