Perfektionierte Gewindefertigung

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Gewindeschneiden nicht neu erfinden

Wir wollen das Gewindeschneiden nicht neu erfinden», erklärt Timo Mager, Product Manager Threading im Hause Walter, «doch stehen wir heute vor der Aufgabe, unseren Kunden High-Performance-Lösungen zu bieten, und zwar für jede Bearbeitung. Da sich das Gewindeschneiden aus zwei Einzelprozessen zusammensetzt, wollen wir für beide die besten Werkzeuge in Form einer Komplettlösung bieten.» Diese sieht folgendermassen aus: Kernlochbohrer Walter Titex Xtreme Plus - Gewindebohrer Walter Prototyp Paradur/Prototex ECO-HT.

Spezielle Kopfbeschichtung des VHM-Bohrers

Der Xtreme Plus ist ein VHM-Spiralbohrer mit Innenkühlung. Herausragendes Merkmal ist eine zum Patent angemeldete DPL-Beschichtung (DPL = Double Performance Line), bestehend aus einer Basisbeschichtung und einer Kopfbeschichtung.

Die Kombination beider Schichten erlaubt hohe Schnittgeschwindigkeiten bzw. überdurchschnittliche Standwege. Ein spezieller Anschliff sorgt für eine niedrige Leistungsaufnahme und eine gute Oberfläche. Die hohe Widerstandsfähigkeit gegen Verschleiss und die innere Kühlschmiermittelzufuhr wirken der Aufhärtung der Bohrungswandung entgegen, Bedingung für qualitativ hochwertige Gewinde besonders bei grossen Stückzahlen.

Sichere Spanbeherrschung bei tieferen Gewinden

Als ideale Partner stehen der Prototyp Prototex ECO-HT (Durchgangsgewinde) und Prototyp Paradur ECO-HT (Grund-/Durchgangsgewinde) zur Verfügung. Ebenfalls mit innerer Kühlschmiermittelzufuhr versehen, spezieller Beschichtung und Anschnittgeometrie bieten beide Typen eine sichere Spanbeherrschung auch bei tieferen Gewinden bis 3xD.

Die ECO-HT-Gewindebohrer werden aus HSS-E-Werkzeugstahl gefertigt und eignen sich laut Hersteller für lang- und kurzspanende Werkstoffe bis 1300 N/mm2 Festigkeit. Die Bearbeitung kann nass, trocken oder unter MMS-Bedingungen erfolgen.

Hohe Standzeit bringt Prozesssicherheit

«Der Xtreme-Plus-VHM-Bohrer und der ECO-HT-Gewindebohrer stellen ein Benchmark-Duo zur Herstellung von Innengewinden dar», betont der Produktmanager, im Vergleich zu Standardwerkzeugen reduzieren sich die Bearbeitungszeiten um bis zu 50%; das gilt für beide Operationen, Bohren und Gewindeschneiden.

Hinzukommt eine überdurchschnittlich hohe Standzeit und damit Prozesssicherheit. Je hochwertiger die Werkstücke, desto wichtiger sind diese Eigenschaften.»

Gewindebohrer für 1200-N/mm2-Stähle

Vollhartmetall gewinnt auch bei Gewindebohrern eine immer grössere Bedeutung. «Ein Teil der Entwicklungsarbeit bei Walter Prototyp zielt seit zwei Jahren verstärkt darauf, VHM-Gewindebohrer für die Stahlbearbeitung und Festigkeiten bis ca. 1200 N/mm2 auf den Markt zu bringen», erklärt Josef Giessler, Entwicklungsleiter Rotierende Werkzeuge bei Walter Prototyp, «solche Werkzeuge sind bislang auf dem Markt kaum verfügbar.

Walter Prototyp zählt nach eigenen Angaben zu den wenigen Anbietern, welche mit dem Prototex HSC bereits einen VHM-Durchgangsgewindebohrer im Programm haben. Der Paradur HSC, die Grundlochvariante aus Vollhartmetall, wird im Herbst 2009 kommen.» Die maximalen Schnittgeschwindigkeiten dieser Highend-Gewindewerkzeuge liegen bei 60m/min. Zum Vergleich: für HSS-E-Gewindebohrer sind 20m/min üblich; die Standzeiten liegen gar um den Faktor 8 höher. Anwendungsfälle finden sich vor allem in der Automobilindustrie.

Fräsen und Formen im Trend

Zwar entstehen nach wie vor die meisten Innengewinde durch Gewindeschneiden, doch sind Gewindefräsen und Gewindeformen als alternative Methoden auf dem Vormarsch.

Hochgenaues Orbital-Gewindefräsen

«Wir sehen einen gewissen Trend hin zu diesen Technologien und entwickeln auch in diese Richtungen», bestätigt Josef Giessler. So beispielsweise geschehen mit den Prototyp-VHM-Orbitalgewindefräsern für Gewinde von M1.6 bis M8. Neben der Drehbewegung vollführen diese Werkzeuge auch eine Axialbewegung (daher Orbital).

Es entstehen hochgenaue Gewinde bis auf den Grund. Aufgrund der Orbitalbewegung wird ein seitliches Ausweichen, bei herkömmlichen Gewindefräsern oft der Fall, vermieden. Die hohe Prozesssicherheit macht diese Werkzeuge besonders interessant für Anwender, welche hochlegierte, schwer zerspanbare Werkstoffe verarbeiten (Luft- und Raumfahrtindustrie, Lebensmittelindustrie, Medizintechnik u.a.).

Gewindefräsen: prozesssicher, aber komplex

Das Gewindefräsen erfordert moderne Maschinen und eine komplexere Programmierung. Gerade die Programmierung stellt für viele Zerspaner immer noch eine Art Hemmschuh dar. Die Module der Maschinensteuerungen sind in der Regel nicht ausreichend.

Walter begegnet diesem Umstand in besonderer Weise: Der Anwender erwirbt nicht nur ein Werkzeug, er erhält auch die optimale Bearbeitungsstrategie in Form des NC-Programms zusammen mit der Schnittdatensoftware TEC/CCS. Das spart Programmierzeit und gibt Sicherheit. Der Anwender weiss, dass sein Prozess funktioniert.

Gewindeformen: genaue Bohrung gefordert

Das Gewindeformen erfordert eine besonders exakte Abstimmung des Kernlochbohrers auf das Gewindewerkzeug. Die Genauigkeit der Bohrung liegt im Bereich 0,05 mm (z.B. für M6: Kernlochbohrer (5,55 ± 0,05 mm). Da die Technologie nur bei entsprechend kaltumformbaren Werkstoffen in Frage kommt, ist der Anwendungsbereich eingeschränkter. Auch das Problem der Aufhärtung spielt hier eine Rolle. Beim Formen kommt es teilweise zu einer starken Temperaturentwicklung, wodurch sich die Umformeigenschaften des Materials ändern können.

Häufig ist die zentrale Frage aufgrund der weniger üblichen Bohrungsdurchmesser das Beschaffungsproblem der Bohrer. Timo Mager: «Wir verfügen über ein lückenloses Bohrerprogramm, das nicht nur alle Durchmesserstufen für das Gewindeschneiden und -fräsen, sondern auch für das -formen enthält. Mit anderen Worten, wir können dem Anwender für jede Technologie eine Komplettlösung bieten.»

Seit kurzem setzt der Tübinger Werkzeughersteller auf ein weiteres Beratungsinstrument: Auf eine neue Reihe Handbücher im Taschenformat, abgestimmt auf die Fragen des Praktikers. Das Exemplar für das Gewinden (Titel: «Das perfekte Gewinde») beinhaltet u. a. die Themen wie Schnittdaten, Spanbildung, Schmierung, Qualitätssicherung u.a.m.

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