FERTIGUNGSTECHNIK - x-technik

ZerspanungswerkzeugeGewindebohrenmit modifiziertem Bohrer-DesignSpezial-Gewindewerkzeuge für die Fahrzeugindustrie, den Flugzeugbau, die Energiewirtschaft und den Maschinenbausind Besonderheiten der Schumacher Precision Tools GmbH, in Österreich durch Metall Kofler vertreten – wie dieneueste Entwicklung NUMERIC: ein Gewindebohrer aus PM-Stahl mit modifiziertem Design für das Innengewinde-Schneiden unter Einsatz von synchronisierten Werkzeugantrieben in CNC-Bearbeitungsmaschinen.Beim Innengewinde-Schneiden mit Gewindebohrernauf konventionellen Bearbeitungsmaschinenist der Hauptantriebder Werkzeuge ungeregelt – d. h., esfindet keine Synchronisation zwischender Dreh- und der Vorschubbewegungzur Erzeugung des Gewindes mit einerdefinierten Steigung statt. Entsprechendmüssen Geometrie-Elemente des Gewindebohrer-Designsdie Führung desWerkzeugs übernehmen und – ähnlicheiner Schraubenbewegung – die Einhaltungder zu erzeugenden Steigungpro Werkzeugumdrehung während desSchneidprozesses gewährleisten. Dabeiwerden Werkzeughalter mit axialemLängenausgleich eingesetzt, die das„freie“ Schneiden des Gewindebohrersin axialer Richtung sicherstellen.Entscheidende Design-Elemente amGewindebohrer, die bei nichtsynchronisiertemHauptantrieb die Koordinationvon Dreh- und Vorschubbewegungübernehmen, sind der Führungsteil mitseinen Ausprägungen in Länge undFreiwinkeln in der Gewindeflanke undim Außendurchmesser. Im Gegensatzzu ungeregelten Hauptantrieben konventionellerMaschinen sind Dreh- undVorschubbewegung bei numerisch gesteuertenBearbeitungszentren heutigerAusprägung für den Prozess des Innengewinde-Schneidensmit Gewindebohrernsynchronisiert. Von Bedeutung fürden Werkzeugkonstrukteur ist dabei,dass bei diesen CNC-Maschinen derMaschinenantrieb die Koordination vonDreh- und Vorschubbewegung übernimmt(und nicht der Gewindebohrer,wie bei ungeregelten Antrieben).Diese Synchronisation bietet für denEinsatz der Gewindebohrer Vorteile, dieallerdings erst zum Tragen kommen,wenn das Werkzeug konstruktiv bei derAuslegung der Geometrie modifiziertwird. Es gilt bei dem Design, die Reibungzwischen Werkzeug und Werkstück sozu reduzieren, dass steigende Bearbeitungsgeschwindigkeitenbei gleichzeitigsteigender Schneidleistung der Gewindewerkzeugemöglich werden.Höhere Lebensdauer der WerkzeugeAls Auswirkung dieser Design-Modifikationsollen sowohl der Reibverschleiß alsauch die thermische Belastung am Werkzeugim Prozess reduziert und somit das„Tool-Life“ entscheidend erhöht werden.Unterstützt werden die positiven Auswirkungenbei den Schneidleistungendurch eine geeignete PM-Stahlqualität,eine für diesen Einsatz entwickelte Hartstoffbeschichtungund ein neues Verfahrenbei der Schneidkantenpräparationam Gewindebohrer.Das Ergebnis für die Praxis soll letztendlichdie Vermeidung der durch häufigenWerkzeugwechsel verursachten Stillstandszeitender CNC-Maschinen undeine Erhöhung der Prozesssicherheitdurch diese leistungsfähigeren Zerspanungswerkzeugesein.Charakteristiken derneuen Werkzeuggeneration• Stark verbesserte Standzeit durcherhöhte Freiheitsgrade in derGeometrie des Werkzeugs.• Hohe Schnittgeschwindigkeiten– möglich mit reduzierterWärmeentwicklung durch dieseSpezial-Geometrie.• Hohe Verschleißbeständigkeitdurch den gezielten Einsatzneuer Schneidkantenpräparationsverfahren.• Einsatz einer optimiertenPM-Stahlqualität.• Einsatz einer Spezial-Hartstoffbeschichtung.Werkzeughalter für Gewindebohrermit synchronisierten AntriebenBezüglich der Werkzeughalter für denEinsatz von Gewindebohrern mit synchronisiertenAntrieben ist hier anzumerken,dass an numerisch gesteuertenMaschinen beim GewindeschneidprozessSynchronisationstoleranzen auftreten– geringe Fehler in der Koordinierungder Dreh- und Vorschubbewegungen.Untersuchungen ergaben, dass dieseToleranzen mit variierenden Geschwindigkeitenim Gewindeschneidprozessund den damit verbundenen Dreh- undTrägheitsmomenten der eingesetztenNC-Achsen zusammenhängen. Diese ki-36 FERTIGUNGSTECHNIK 3/Juni 2013