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maschine+werkzeug 02/2017

Dreischneider neu gedacht

Werkzeuge

Bohren - Dreischneidigen Vollhartmetallbohrern wurde über Jahrzehnte eine nur sehr eingeschränkte Tauglichkeit attestiert. Mit konstruktiven Verbesserungen– vor allem an der Spitze und der Schneide– ist es der Hoffmann Group nun gelungen, das Potenzial der Dreischneider zu nutzen.

Die 16 Werkzeugbilder sollen den Verschleiß des Bohrers dokumentieren. Nach jeweils 160 Bohrungen der Versuchsreihe wurde ein Foto gemacht, dann ging’s wieder hinein in den legierten Vergütungsstahl 42CrMo4. Das Auge tut sich schwer, auf den Aufnahmen Unterschiede an der Schneide zu erkennen.

Der Verschleiß ist sehr homogen und gleichmäßig. Nähere Betrachtung zeigt, dass bis Bohrung 2.080 keinerlei Ausbrüche zu erkennen sind. Danach lassen sich kleinere Ausbrüche an den Schneidenecken feststellen, die sich bis Bohrung 2.702 fortsetzen und schlussendlich zum Testende führen. Nach Bohrung 2.702 ist das Werkzeug weiterhin für eine herkömmliche Wiederaufbereitung geeignet.

Eine derartig hohe Belastbarkeit hatte man dreischneidigen Wendeplattenbohrern bislang kaum zugetraut. Als in den 1960er-Jahren die ersten auf den Markt kamen, waren ihre Einsatzmöglichkeiten sehr beschränkt. Das ist trotz diverser Optimierungen bis heute so geblieben. Besonders bei langspanenden Materialien ist die Spanabfuhr aufgrund der langen Späne und gleichzeitig engen Spannuten schwierig. Die vermeintlich einfache Annahme, dass durch das Vorhandensein der zusätzlichen Schneide 50 Prozent mehr Vorschub möglich sein müsse, ließ sich bislang nicht umsetzen. Das auftretende Problem ist, dass die Werkzeuge nicht in der Lage sind, das größere Zerspanvolumen abzuführen und somit einen hohen Schnittdruck in der Wirkzone erzeugen.

Dieser Druck führt zu vorzeitigem Verschleiß, beziehungsweise im schlimmsten Fall zu katastrophalem Werkzeugversagen durch Bruch. Daher können im Allgemeinen dreischneidige Bohrer bislang nur bei der Bearbeitung von Grauguss prozesssicher eingesetzt werden. Die Verbreitung von dreischneidigen Bohrern blieb dementsprechend gering.

  • Bild 1: Dreischneider neu gedacht

    Bild 1: Dreischneider neu gedacht

  • Bild 2: Dreischneider neu gedacht

    Bild 2: Dreischneider neu gedacht

  • Bild 3: Dreischneider neu gedacht

    Bild 3: Dreischneider neu gedacht

  • Bild 4: Dreischneider neu gedacht

    Bild 4: Dreischneider neu gedacht

  • Bild 5: Dreischneider neu gedacht

    Bild 5: Dreischneider neu gedacht

  • Bild 6: Dreischneider neu gedacht

    Bild 6: Dreischneider neu gedacht

  • Bild 7: Dreischneider neu gedacht

    Bild 7: Dreischneider neu gedacht

  • Bild 8: Dreischneider neu gedacht

    Bild 8: Dreischneider neu gedacht

  • Bild 9: Dreischneider neu gedacht

    Bild 9: Dreischneider neu gedacht

  • Bild 10: Dreischneider neu gedacht

    Bild 10: Dreischneider neu gedacht

  • Bild 11: Dreischneider neu gedacht

    Bild 11: Dreischneider neu gedacht

  • Bild 12: Dreischneider neu gedacht

    Bild 12: Dreischneider neu gedacht

  • Bild 13: Dreischneider neu gedacht

    Bild 13: Dreischneider neu gedacht

  • Bild 14: Dreischneider neu gedacht

    Bild 14: Dreischneider neu gedacht

  • Bild 15: Dreischneider neu gedacht

    Bild 15: Dreischneider neu gedacht

  • Bild 16: Dreischneider neu gedacht

    Bild 16: Dreischneider neu gedacht

  • Bild 17: Dreischneider neu gedacht

    Bild 17: Dreischneider neu gedacht

  • 1 Punktförmige Querschneide beim dreischneidigen Bohrer: Kontakt an definierter Position 2 Linienförmige Querschneide beim zweischneidigen Bohrer: Verschiebung entlang der Linie kann den Bohrer taumeln lassen.

    1 Punktförmige Querschneide beim dreischneidigen Bohrer: Kontakt an definierter Position 2 Linienförmige Querschneide beim zweischneidigen Bohrer: Verschiebung entlang der Linie kann den Bohrer taumeln lassen.

  • Bild 19: Dreischneider neu gedacht

    Bild 19: Dreischneider neu gedacht

  • Bild 20: Dreischneider neu gedacht

    Bild 20: Dreischneider neu gedacht

  • 3 Krafteinwirkung bei konkaver Schneidenkontur. 4 Krafteinwirkung bei konvexer Schneidenkontur.

    3 Krafteinwirkung bei konkaver Schneidenkontur. 4 Krafteinwirkung bei konvexer Schneidenkontur.

  • Bild 22: Dreischneider neu gedacht

    Bild 22: Dreischneider neu gedacht

  • 5 Vorschubkraft und Bohrmoment werden mit diesem Versuchsaufbau ermittelt. Die Aufspannung der zugesägten Werkstoffproben erfolgt mittels Gripspanner. 6 Der Test läuft: Vertikale Bearbeitung mit Vollstrahlkühlung von innen (30 bar, Konzentration sechs Prozent). 7 Zur statistischen Absicherung fand jeder Bohrversuch fünffach statt. Je Einzelversuch wurden fünf Bohrungen mit einer Bohrtiefe von jeweils 42,5 Millimetern eingebracht.

    5 Vorschubkraft und Bohrmoment werden mit diesem Versuchsaufbau ermittelt. Die Aufspannung der zugesägten Werkstoffproben erfolgt mittels Gripspanner. 6 Der Test läuft: Vertikale Bearbeitung mit Vollstrahlkühlung von innen (30 bar, Konzentration sechs Prozent). 7 Zur statistischen Absicherung fand jeder Bohrversuch fünffach statt. Je Einzelversuch wurden fünf Bohrungen mit einer Bohrtiefe von jeweils 42,5 Millimetern eingebracht.

  • Bild 24: Dreischneider neu gedacht

    Bild 24: Dreischneider neu gedacht

  • Bild 25: Dreischneider neu gedacht

    Bild 25: Dreischneider neu gedacht

  • 8 Verschleißmarkenbreite über die Anzahl der erreichten Bohrungen

    8 Verschleißmarkenbreite über die Anzahl der erreichten Bohrungen

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