SMM InnovationsForum 2017 Wirtschaftliche Bohrungsbearbeitung auf Drehmaschinen

Redakteur: Silvano Böni

Operationen wie Bohren mit mehrschneidigen VHM-Werkzeugen oder Reiben sind auf Drehmaschinen nicht immer einfach zu realisieren. Um trotzdem eine wirtschaftliche Bohrungsbearbeitung zu ermöglichen, hält Gühring verschiedenste Lösungsansätze bereit.

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Oftmals bieten einschneidige Werkzeuge grös­sere Flexibilität hinsichtlich der Be­arbeitung verschiedener Durchmesser und Bearbeitungsaufgaben wie Drehen, Stechen oder Fasen. Hier im Bild, das System 104.
Oftmals bieten einschneidige Werkzeuge grös­sere Flexibilität hinsichtlich der Be­arbeitung verschiedener Durchmesser und Bearbeitungsaufgaben wie Drehen, Stechen oder Fasen. Hier im Bild, das System 104.
(Bild: Gühring)

Einlippenbohrer von Gühring sind flexibel, also in einem gewissen Grade biegbar, und können dadurch Achsfehler auf Drehmaschinen kompensieren. Im Gegensatz zu spiralisierten Vollhartmetallbohrwerkzeugen besitzen Einlippenbohrer immer ein flexibles Dämpfungselement aus weichem Stahl. Beim Typ Gühring EB 80 ist es die Sicke (Spanraum), auf die der HM-Kopf mit eingeschliffenen Führungsleisten aufgelötet ist. Beim Typ Gühring EB 100 ist der sogenannte Richtbund für die Flexibilität und die Dämpfung zuständig. Weitere denkbare Werkzeuge sind HSS-Bohrwerkzeuge mit Innenkühlung, da HSS hohe Toleranz gegenüber stossartigen Belastungen und Vibrationen aufweist wie sie bei instabilen Bearbeitungsverhältnissen vorkommen.

Aus dem gleichen Grund sind Wechselplatten-Bohrsysteme mit Stahlschaft oder gelötete VHM-Bohrer mit HSS-Schaft sehr gut für die Bearbeitung auf Drehmaschinen geeignet.

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Pendelhalter und Ausrichtadapter für die Präzision und HSC-Bearbeitung

Doch Bohren mit mehrschneidigen VHM-Werkzeugen oder der Einsatz von Reibahlen sind auf Drehmaschinen oftmals problematisch, denn der Fokus bezüglich Drehmaschinen-Präzision liegt ausschliesslich auf der x-Achse. Die Lage des einschneidigen Drehstahls bestimmt den erzielten Durchmesser des Werkstückes. Beispielsweise beim Reiben mit mehrschneidigen Werkzeugen ist die Präzision in der y-Achse allerdings genauso wichtig, wird jedoch von Werkzeugmaschinenherstellern nur unzureichend berücksichtigt. Dieses Defizit versuchen Werkzeugspezialisten wie Gühring mit Hilfe von Pendelhaltern oder mit statischen, modularen Ausrichtadaptern aufzuheben. Konventionelle Pendelhalter mit Winkelpendelung genügen für die prozesssichere HSC-Reibbearbeitung auf Drehmaschinen oft nicht. Beim Einsatz solcher Pendelhalter muss die Rundschlifffase das Reibwerkzeug hochheben. Die enorme Hebelwirkung, die dabei entsteht, beschleunigt den Werkzeugverschleiss und kann zu Hartmetallausbrüchen führen. Hier kommen Pendelhalter von Gühring ins Spiel, die, anders als marktüblich, nur radial und nicht winklig pendeln. Der Anschnitt zentriert das Werkzeug und hebt die Reibahle in die Werkstückachse. Eine Kupplungsscheibe dämpft die Vibration. Bei der HSC-Bearbeitung wiederum kommen modulare Ausrichtadapter zur Anwendung, um der Vibrationsneigung von Pendelhaltern auszuweichen. Ausgleichshalter sind statisch und müssen daher manuell eingestellt werden. Ein mühsamer und aufwendiger Vorgang, der sich vornehmlich bei Grossserien lohnt.

Vorteile einschneidiger Werkzeuge gegenüber rotierenden Mehrschneidern

Oben genannte Gründe begrenzen die Einsatzmöglichkeiten rotierender Bohrungsbearbeitung auf Drehmaschinen also. Ausdrehwerkzeuge kommen zum Einsatz. Diese sind Mehrschneidern in bestimmten Fällen in Präzision, Handhabung und Prozesssicherheit überlegen. Gühring deckt mit den Systemen 104 und 106 zum Ausdrehen, Einstechen, axial Stechen, Gewindedrehen und Nutstossen von Innendurchmessern in einem Bereich von 0,7 mm bis 6,0 mm solche Fälle ab. Dabei ist eine Bearbeitung in Normallage oder über Kopf in einer Aufspannung möglich. Um die Platte über Kopf zu verwenden, muss diese lediglich umgedreht werden, um die Schneide genau fluchtend zu verwenden, d. h. die Spitzenhöhe zu bewerkstelligen. Ein weiterer Vorteil ist die variable Kühlung der Schneide bei radialer und axialer Bearbeitung. Radial wird von links und rechts der Schneide gekühlt. Der KSS umspült Schneide und Späne, wodurch der Spanfluss erheblich verbessert wird. Bei axialer Bearbeitung wird entsprechend von oben und unten zur Schneide gekühlt. Bei der Innenbearbeitung mit Kleinstwerkzeugen zeigen sich ausserdem immer wieder Probleme mit der Spanabfuhr, da lange Fliessspäne entstehen, die die Bohrung verstopfen. Gelaserte Geometrien auf der Freifläche der Schneide sollen den Span kurz brechen, so dass dieser problemlos aus der Bohrung abgeführt werden kann.

Oftmals bieten einschneidige Werkzeuge grössere Flexibilität hinsichtlich der Bearbeitung verschiedener Durchmesser und Bearbeitungsaufgaben wie Drehen, Stechen oder Fasen. Bestimmte Operationen sind mit mehrschneidigen Werkzeugen in einem Zug ausserdem gar nicht möglich. Des Weiteren erleichtern Ausdrehwerkzeuge das Handling, da der y-Achse beim Einsatz von Ausdrehwerkzeugen nur sekundäre Bedeutung zukommt. Dies bringt vor allem im Prototypenbau und in kleinen Serien Vorteile bezüglich Handhabung, Maschinennebenzeiten und Prozesssicherheit.

www.guehring.ch

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