Swissmem Zerspanungsseminar 2022: Profin Progressive Finish AG Prozesssichere Werkzeug-Kantenverrundung

Von Thomas Gyarmati, Profin Progressive Finish AG

Im Beitrag werden folgende Fragen beantwortet: Wieso ist eine gezielte Schneidkantenverrundung wichtig? Welchen Nutzen haben Werkzeughersteller? Was bringt es dem Endverbraucher? Es wird aufgezeigt, dass die Schneidkantenverrundung einen zunehmenden Einfluss in der zukünftigen industriellen und prozesssicheren Zerspanung haben wird.

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Flakkotierprozess zur gezielten Schneidkantenpräparation von Werkzeugschneiden.
Flakkotierprozess zur gezielten Schneidkantenpräparation von Werkzeugschneiden.
(Bild: Dirk Graswinckel)

Spanabhebende Werkzeuge mit definierter Schneidkannte (Radius, K-Faktor und Oberflächenrauheit zum Teil mit Beschichtung) erreichen nicht nur längere Standzeiten, auch die Prozesssicherheit kann erhöht werden.

Wirkung der Kantenverrundung

Es hat sich darüber hinaus gezeigt, dass eine klar definierte Schneidkantengeometrie in engen Toleranzgrenzen entscheidend ist, um ein Optimum an Prozesssicherheit und Standzeit zu erreichen. Aus diesem Grund versuchen Werkzeughersteller die Toleranzen der Schneidkantengeometrie klein zu halten.

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Welche Faktoren spielen eine Rolle

Um die Schneidkantengeometrie hochgradig prozesssicher in engen Toleranzen zu erzeugen, sind folgende vier Faktoren von Bedeutung.

Faktor 1: Gezielte Bearbeitung von Kanten ohne Beeinflussung von benachbarten Partien.

Faktor 2: Industrielle Umsetzbarkeit, das heisst, dass die Prozesssicherheit über die gesamte Produktionsdauer gewährleistet sein muss. Dazu braucht es stabile Gesamtprozesse, mit präzisen und qualitativ hochstehenden Prozessmittel (z. B. Bürste), erprobte Kinematik mit stabiler Maschine und stabil bleibende Parameter, die einmal ermittelt, stabil bleiben.

Faktor 3: Hoher Industrialisierungsgrad mit Integration der Anlage (zum Beispiel FLAKKOTIER-Anlage mit Roboterzelle) in das Kundensystem und Umsetzung von Industrie 4.0.

Faktor 4: Selbstlernende Systeme mit Closed Loop (geschlossene Regelkreise bei den wesentlichen Prozessfaktoren beim Kantenpräparieren) führen zur Eliminierung von potentiellen Fehlerquellen.

Lösungen für Schneidkanten- verrundungen

Auf dem Markt haben sich diverse Verfahren etabliert. Jedes der Verfahren hat Vor- und Nachteile, einige haben aber durch stetige Weiterentwicklung genau die oben benannten Erfolgsfaktoren versucht zu erfüllen. Im Folgenden werden die bekanntesten Verfahren kurz dargestellt.

Schleppschleifen

Das Schleppschleifen hat sich in den letzten Jahren verbessert, so sind zum Beispiel die Korngrössen der Schleifkörper sehr gleichmässig verteilt, so dass den Prozess-Schwankungen entgegengewirkt werden konnte. Auch sind die Eintauchwinkel und Bewegungen so optimiert worden, dass die Beeinflussung von verschiedenen Zielverrundungen am Werkstück (z. B. Bohrer) minimiert wurde. Es muss aber immer noch das gesamte Werkstück eingetaucht werden.

Mikrostrahlen

Das Mikrostrahlverfahren wurde in den letzten Jahren ebenfalls verbessert, sodass das Prozessmittel zielgerichtet aufgetragen werden und darüber hinaus rezykliert werden kann, was den eher hohen Unterhaltskosten entgegengewirkt. Gezielte Kantenverrundungen sind durch Achsensteuerungen möglich, benötigen jedoch entsprechend lange Prozesszeiten. Industrialisierung ist realisierbar, wenn die Düsen nicht gezielt, sondern «flächendeckend» über die Werkstücke geführt werden können.

Bürsten

Meist werden tellerförmige Bürsten in Kreis- oder Planetenbewegung über die Schneidkannten geführt und es kommt zu gezielten Verrundungen.

Wobei eine rationelle Bearbeitung bei Mehrfachhalterungen machbar ist. Vielfach sind die Bürsten herkömmlich hergestellt und die Toleranzkette in der Bearbeitungsmaschine macht ein stetiges Nachjustieren nötig.

Die Prozesssicherheit bleibt dadurch meist nur innerhalb von Produktionslosgrössen möglich.

Lasern

Sehr gezielter Abtrag möglich. Potential noch bei der Industrialisierung, weil bei grossen Abtragvolumen hohe Prozesszeiten resultieren.

Flakkotieren

Beim Flakkotieren handelt es sich laut des Unternehmens Profin um einen präzisen, dynamischen und kontrollierten Schleifprozess der Schneidkanten, der die Vorteile des Bürstverfahrens mit seiner hohen Effizienz mit der Präzision des Schleifens verbindet. Dadurch seien prozesssichere Kantenbearbeitungen über die gesamte Produktion möglich.

Bei Bohrern z. B. kann die Eckschneide getrennt zur Span-Nut bearbeitet werden, wodurch eine gegenseitige Beeinflussung ausgeschlossen werden kann. Das Verfahren lässt sich in Kombination mit Roboterzellen komplett automatisieren und wurde schon erfolgreich in Kundensysteme mit Industrie 4.0 integriert.

Am Swissmem Zerspanungsseminar zeigt das Unternehmen die Möglichkeiten des Flakkotierens auf. SMM

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