Feinbearbeitung Reibahlen mit spezieller Geometrie sorgen für zuverlässigen Spanbruch

Bei der Feinbearbeitung ist der Spanbruch eine echte Herausforderung, weil sich die sehr dünnen Späne nur schwer prozesssicher brechen lassen. Eine spezielle Spanbrechergeometrie bei mehrschneidigen Reibahlen sorgt für kurze Späne und ermöglicht die zuverlässige Massenproduktion.

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MAPAL Fabrik für Präzisionswerkzeuge Dr. Kress KG

Für Zerspanungsprozesse in der Massenproduktion sind die Anforderungen an die Prozesssicherheit und die Produktivität besonders hoch. Ein Optimum ist nur zu erreichen, wenn alle prozessrelevanten Parameter gut aufeinander abgestimmt sind und so eine reibungslose Produktion gewährleisten. Dabei kommen hauptsächlich Hochleistungswerkzeuge zum Einsatz, die hohe Schnittdaten erlauben und so hohe Produktivität bringen.

Viele produzierte Teile bedeuten in der Zerspanung allerdings auch viele Späne. Deshalb ist der sichere Abtransport aus dem Arbeitsraum der Maschine ein wichtiger Faktor für eine prozesssichere und reibungslose Massenproduktion. Durch den hohen Automatisierungsgrad in heutigen Produktionsanlagen dürfen sich auf den Spannvorrichtungen sowie den Handlings- und Robotersystemen keine Späne ablagern. Anwachsende Spänenester führen unweigerlich zum Stillstand der Anlagen und zu aufwendigen Reinigungsarbeiten.

Bei der Feinbearbeitung ist Spanbruch eine echte Herausforderung

Die Praxis zeigt, dass für die Leistungsfähigkeit von Zerspanungswerkzeugen nicht allein hohe Schnittdaten und dadurch hohe Ausbringungen entscheidend sind, sondern es kommt insbesondere auch darauf an, dass gut abführbare Späne entstehen.

Bei der Feinbearbeitung ist der Spanbruch eine echte Herausforderung, weil die sehr dünnen Späne entsprechend flexibel sind und sich nur schwer prozesssicher brechen lassen. Die Spanbrecherstruktur kann nicht generell festgelegt werden, sondern ist von mehreren Parametern abhängig. Je nach Werkstoff, Schnitttiefe und den gewählten Schnittwerten muss die Spanbrecherkontur entsprechend angepasst ausgeführt werden.

Spanbruch bei mehrschneidigen Reibahlen bisher nicht zufriedenstellend

Bei Wendeplattenwerkzeugen ist eine Vielzahl von Topografien bekannt, die auf der Spanfläche eingebracht werden und inzwischen auch bei hochharten Schneidstoffen mittels Laserbearbeitung Anwendung finden. Bisher war allerdings bei festen mehrschneidigen Reibahlen das Problem des Spanbruchs nicht zufriedenstellend gelöst, sodass diese Werkzeuge zwar durch ihre hohen Schnittwerte für die Massenproduktion prädestiniert sind, allerdings bei langspanenden Werkstoffen zu Problemen bei der Spanabfuhr führen können. Insbesondere bei Vorrichtungen, auf denen mehrere Bauteile gespannt werden, oder wenn mehrere Spanneinrichtungen vorgesehen sind, können sich die Späne verhaken.

Mapal hat nun auch für die mehrschneidigen Reibahlen aus dem HPR-Programm eine Lösung für diese Problematik entwickelt, die beispielsweise bei der Bearbeitung von Stahl den zuverlässigen Spanbruch gewährleistet. Ein Bearbeitungsbeispiel für die HPR-Reibahlen mit spezieller Spanbrechergeometrie für Stahl ist die Bearbeitung von Pleuelstangen aus C70. Das Bauteil läuft beim Kunden in 20 Schichten pro Woche in der Massenproduktion auf automatisierten Anlagen.

Lange Späne führten häufig zum Maschinenstillstand

Die Bearbeitung des kleinen Auges mit Durchmesser 33N7 wurde bisher mit einer mehrschneidigen Reibahle durchgeführt und die Schnittwerte waren entsprechend hoch. Jedoch führten lange Späne sehr häufig zum Maschinenstillstand, weil die automatische Beladung durch Greifer und das korrekte Spannen der Teile nicht mehr möglich war. Optimierungen an den Spannvorrichtungen brachten zwar Verbesserung, waren aber noch nicht zufriedenstellend.

Es wurde eine Optimierung gesucht, die einerseits keine Einbußen bei der Produktivität und Ausbringung mit sich bringt und andererseits zu kleinen, gut zu beherrschenden Spänen führt. Die Lösung ist eine achtschneidige Mapal-HPR110-Reibahle mit Cermetschneiden. Durch einen Sonderanschnitt mit Spanbrecher entstehen kurze Späne, wobei die Schnittwerte mit v_c = 130 m/min und v_f = 1500 mm/min weiterhin hohe Produktivität bedeuten, jedoch ohne Stillstandszeiten wegen Spanproblemen. Auch die Standzeit mit im Durchschnitt 10.000 Teilen ist überdurchschnittlich hoch.

* Dipl.-Ing. (FH) Matthias Winter ist Leiter Technisches Marketing bei der Mapal Dr. Kress KG in 73431 Aalen

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