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Die Präzisionskühlung gelingt aber auch bei Drehprozessen

Drehwerkzeuge mit Präzisionskühlung sind so konstruiert, dass sie präzise Kühlschmiermittel-Strahlen mit laminarer Parallelströmung erzeugen. Die Strahlen treiben quasi einen hydraulischen „Keil“ zwischen Wendeschneidplatte und Span, der die Spanform und den Spanfluss beeinflusst und die Temperatur in der Bearbeitungszone senkt. Durch Düsen, die nahe an der Schneidkante angebracht sind und präzise Strahlen mit hoher Geschwindigkeit ausstoßen, werden die Späne von der Wendeschneidplatte sicher weggeleitet, gekühlt und in kleinere Stücke gebrochen, so dass die Späne besser abtransportiert werden können, so die Erklärung.

Die Vorteile bei der Schlichtbearbeitung wurden bereits bei niedrigeren Drücken bis zu 10 bar bei Werkstoffen wie Stahl, rostfreiem Stahl, Aluminium sowie Titan und hitzebeständigen Superlegierungen nachgewiesen, zählt Sandvik Coromant auf. Außer der verbesserten Prozesssicherheit durch eine optimierte Spankontrolle könne die Präzisionskühlung die Werkzeugstandzeit deutlich erhöhen und für höhere Schnittgeschwindigkeiten sorgen. So seien im Idealfall Standzeiterhöhungen von 50 Prozent in vielen Fällen möglich. Die Schnittgeschwindigkeit hat nicht zuletzt den größten Einfluss auf die Temperatur und damit auf den Werkzeugverschleiß. Eine Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit bei Titan über das begrenzte Zerspanbarkeitsfenster hinaus reduziert die Standzeit aber in der Regel drastisch. Wird jedoch der Vorschub in gleichem Maße erhöht, ist eine geringere Standzeitreduzierung typisch. Das macht die Vorschuberhöhung oft zu einer attraktiven Option, um das Zeitspanvolumen zu erhöhen, ohne die Standzeit zu beeinträchtigen. Aufgrund der höheren Schnittkräfte und der Auswirkungen auf die Spankontrolle ist ein hoher Vorschub bei diesen Maschinen jedoch nicht immer eine Alternative, merkt Sandvik Coromant an.

Präzisionskühlung hilft bei Bearbeitung von HRSA-Turbinenscheiben

Die Präzisionskühlung kann bei der ISO-S-Bearbeitung eine wichtige Rolle spielen. Denn aufgrund der herrschenden Effekt ist es möglich, auch dabei die Leistung durch höhere Schnittgeschwindigkeiten zu steigern, ohne den üblichen Temperaturanstieg und den Verlust an Werkzeugstandzeit in Kauf nehmen zu müssen. Der Kühleffekt ist signifikant und es treten keine höheren Schnittkräfte durch höhere Vorschübe auf, wie man betont. Bei Werkstoffen, die nach ISO S klassifiziert sind, könne bei gleicher Schnittlänge eine um 20 Prozent höhere Schnittgeschwindigkeit erreicht werden.

Auch beim Innendrehen kann die Präzisionskühlung punkten. Und zwar insbesondere bei der Spanbildung und zur Verbesserung der Schereigenschaften bei anspruchsvollen Werkstoffen wie etwa Titan. Damit trage das Konzept auch hier zu mehr Sicherheit und längeren Werkzeugstandzeiten bei der Herstellung von Bohrungen bei. Bei der Bearbeitung relativ großer und tiefer Bohrungen mit Bohrstangen – typisch etwa bei Fahrwerkskomponenten – kann eine modulare Werkzeugbestückung sowohl am hinteren als auch am vorderen Ende des Werkzeugs von Vorteil sein.

Und die Möglichkeit, den kleinen Schneidkopf auf der eingespannten Stange zu wechseln, ermöglicht einen schnellen, einfachen und präzisen Wechsel und damit eine hohe Flexibilität für verschiedene Bearbeitungen in einer Aufspannung. Das System Coroturn SL kombiniert dazu gedämpfte Bohrstangen mit einer verzahnten Schnittstelle für den Einsatz von Schneidköpfen zur Herstellung größerer Bohrungen mit einer Tiefe bis zum 10-fachen des Durchmessers. Natürlich gibt es eine Vorrichtung für die Präzisionskühlung.

Noch mehr zum Thema Präzisionskühlung und einige Empfehlungen

Abweichungen in der gewünschten Oberflächengüte von Werkstücken werden bekanntlich durch die Temperatur und die bei der Bearbeitung auftretenden Beanspruchungen verursacht. Die Kühlung wirkt sich aber positiv auf die Temperaturkontrolle aus, weshalb die Präzisionskühlung zu zuverlässigeren Ergebnissen führt. Die Werkzeugdüsen sind dazu direkt auf den Teil der Wendeschneidplatte gerichtet, der mit der zu bearbeitenden Oberfläche in Kontakt kommt. Weil die Düsen nicht verstellbar seien, würden viele Unsicherheitsfaktoren eliminiert, was zu einem sichereren und gleichmäßigeren Bearbeitungsprozess führe.

Und die Fähigkeit, den bereits erwähnten hydraulischen „Keil“ unter hohem Druck in die Schnittzone zu treiben (insbesondere bei Bearbeitungen, die als Zwischen- bis Fertigbearbeitung eingestuft werden) erlaubt eine bessere Kontrolle der Spandicke und eine einfachere Anwendung des hydraulischen „Keils“ im Vergleich zur Schruppbearbeitung.

Der Einsatz einer Hochpräzisionskühlung sollte aber nicht dazu verwendet werden, Schwachstellen auszugleichen, die durch andere Faktoren wie ungeeignete Wendeschneidplatten, Instabilität oder ungenaue Schnittdaten verursacht werden, mahnen die Werkzeugspezialisten. Denn die Präzisionskühlung ist nur ein Optimierungselement, wenn die Arbeitsabläufe richtig definiert sind. Das Konzept sorgt nämlich dann erst für kürzere Bearbeitungszeiten, eine bessere und konstantere Werkstückqualität und eine höhere Prozesssicherheit beim Drehen und Fräsen.

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