Ein- und Abstechen Wie sich Produktivität um 400 Prozent steigern lässt

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Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH

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AGTOS Gesellschaft für technische Oberflächensysteme mbH GmbH

Ein- und Abstechen gehören zu den wichtigsten aber auch anspruchsvollsten Drehoperationen. Das Stechwerkzeug und dessen Halter entscheiden maßgeblich über Qualität und Wirtschaftlichkeit. Wer sich den Herausforderungen nicht stellt, zahlt schnell viel Lehrgeld.

Beim Abstechen ist es wie bei vielen wichtigen Fertigungsprozessen: Der Teufel steckt im Detail. Was gilt es nicht alles zu beachten bei dieser wichtigen Drehoperation? Kommt ihr doch am Ende des Drehvorgangs – also dann, wenn schon viel Wertschöpfung im Werkstück steckt – eine entscheidende Rolle zu. Neben Vorschub und Schnittgeschwindigkeit, Einstechbreite und –tiefe ist es vor allem das Spanverhalten, das beachtet werden muss. Und schließlich entscheidet das richtige Werkzeug samt Halter über die Qualität der Bauteile und die Wirtschaftlichkeit des Prozesses.

Wer die Komplexität beim Abstechen unterschätzt und nur einzelne Parameter für seine Entscheidungen heranzieht, zahlt schnell viel Lehrgeld. Das gilt übrigens genauso für das Einstechen und das Profilstechen. Anbieter mit Anwendungserfahrung, Beratungskompetenz und schnell reagierendem Service können Prozesse und Produktivität beflügeln. Da sind schon mal Steigerungen um 400 Prozent drin.

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Als Werkzeughersteller mit viel Anwendungserfahrung und Beratungskompetenz gilt die Karl-Heinz Arnold GmbH in Ostfildern bei Stuttgart. Das als Arno Werkzeuge bekannte Familienunternehmen bietet innovative Stechsysteme. So eignet sich das zweischneidige SA-Stechsystem mit Einstechbreiten von 1,5 bis 10 Millimeter fürs Ein- und Abstechen mit großer Stechtiefe bis 140 Millimeter Durchmesser. Zusammen mit vielen Modulen, Haltern und Klingen passt sich das Abstechwerkzeug stets optimal an die Situation an. Zusätzlich bietet der Hersteller eine Vielzahl an maschinenbezogenen Direktaufnahmen für viele Maschinenmarken an.

Späne neigen beim Abstechen dazu, sich in der Stechnut zu verklemmen

Für den bestmöglichen Schnitt an verschiedenen Werkstoffen können Anwender aus sechs Geometrien, sieben Beschichtungen und zwei Hartmetallsubstraten auswählen. So differenziert angepasst an Stahl, Edelstahl, Alu oder schwer zerspanbare Materialien sorgt das SA-Stechsystem auch dank einer Geometrie mit Negativfase für einen ununterbrochenen Schnitt überall dort, wo eine optimale Spanbruchgeometrie gefordert ist. Gerade beim Abstechen neigen die Späne dazu, sich in der Stechnut aufzubauen und zu verklemmen. Dem wirkt die passende Geometrie entgegen. Ebenso gelingen damit Abstechflächen in hoher Qualität, weil das System aufgrund seiner hohen Stabilität unabhängig von Vorschub und Schnittgeschwindigkeit sehr schwingungsarm arbeitet.

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Für Stechanwendungen und zum Längsdrehen empfiehlt der Hersteller als flexible Lösung sein SE-Stechdrehsystem. Weil es sehr stabil ist, bietet es bei hohen Querkräften gute Ergebnisse. Das SE-System ermöglicht Anwendern Einstiche auch bei großen Werkstückradien. Das belegen Einstechbreiten von 2 bis 6 Millimeter und Einstechtiefen von 12 bis 21 Millimeter. Sieben Geometrien zeugen auch hier von breiter Erfahrung bei Materialien und Anforderungen. Die Schneidplatten für SA- und SE-Systeme können Anwender auch präzisionsgeschliffen als Alu-Geometrie ordern, oder gesintert, mit passenden Geometrien für viele Werkstoffe.

Ein drittes Werkzeug hat der Hersteller speziell für das Abstechen von kleinen Bauteilen mit geringen Durchmessern entwickelt. Das dreischneidige ATS-System können Dreher vielseitig bei kurzen, präzisen Einstichen einsetzen. Hier setzt der Hersteller auf bewährte Substrate und Beschichtungen. Eine versenkte Klemmschraube ermöglicht die stabile und präzise Klemmung an der geschliffenen Anlagefläche. ATS ermöglicht eine große Stechtiefe von 6,5 Millimeter im Verhältnis zum geringen Baumaß. Die Einstechbreite beginnt bei sehr schmalen 0,8 Millimeter und reicht bis 6 Millimeter. Mit Profilstechplatten lassen sich bis zu 20 Millimeter lange Konturen auf einer Platte spiegeln. Weil alles so kompakt ist, setzen Anwender das ATS-System auch beim Schulterstechen oder im Langdrehbereich ein. Varianten mit umfanggeschliffenen, scharfen Schneiden sind ideal für die Arbeit mit wenig Schnittdruck bei filigranen und dünnwandigen Teilen. Standardmäßig lassen sich mit dem ATS-System O-Ringe oder Sicherungsringe in einem Vorgang fertig stechen.

Bei dem Werkzeug-Schnellwechselsystem AWL/AFC ermöglichen zweiteilige Trägerwerkzeuge den schnellen Werkzeugwechsel, den selbst ungelerntes Personal einfach und sicher durchführen kann. Dabei wird nur der vordere Teil des Trägerwerkzeugs abgenommen, der hintere Teil bleibt als Anschlag auf dem AWL-Linearschlitten. So bleibt der Nullpunkt immer gleich. Verbunden werden beide Trägerteile über ein Stecksystem mit O-Ring. Dadurch ist der vordere Trägerteil gesichert und kann nicht versehentlich in die Spänewanne fallen. Darüber hinaus gleicht eine schwimmend gelagerte Halterung den Winkelversatz aus. Das gewährleistet hohe Wechselgenauigkeit.

Bis zu dreimal längere Standzeiten des Werkzeugs

Ein weiteres Beispiel ist das patentierte ACS (Arno Cooling System), das speziell fürs Abstechen entwickelt wurde. Bei der Version ACS 2 wird zusätzlich zu einem Kühlmittelkanal am Plattensitz ein zweiter Kühlstrahl von unten an die Freifläche der Stechplatte geführt. Als 3D-gedruckte Variante endet der Kühlmittelkanal strömungsoptimiert in einer dreieckigen Form. So gelangt das Kühlmittel über die volle Breite der Stechplatte bis zum äußersten Rand der Schneide. Anwender berichten von bis zu dreimal längeren Standzeiten des Werkzeugs.

1 Millimeter weniger kann bis zu 400.000 Euro einsparen

Durch das Additive Verfahren können die Kanäle ohne rechte Winkel hergestellt werden. Dadurch lässt sich erst diese strömungsoptimierte dreieckige Form erzeugen, die den Kühlmittelstrahl exakt so formt, dass bis zum äußersten Rand des Freiwinkels die maximale Kühlwirkung bei minimalstem Verbrauch erzielt wird. Das ermöglicht weitere Optimierungen: So kann die Stechbreite beispielsweise um einen Millimeter reduziert werden. Und dieser eine Millimeter weniger im Abstechwerkzeug kann bei 20 Maschinen und 220 Maschinentagen die Kosten pro Jahr um mehr als 400.000 Euro senken.

So gut und innovativ Werkzeuge auch sind, bringt doch erst ein gezielt an die Werkstoffe und Prozesse angepasster Einsatz die maximal mögliche Performance. Und hier bewährt es sich, auf einen Hersteller zu setzen, der neben einem umfassenden Sortiment auch über viel Anwendungserfahrung verfügt und darüber hinaus Vor-Ort-Beratung bieten kann.

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