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maschine+werkzeug 01/2013

Hartes Business

Technik - Werkzeuge

Wendeschneidplatten - Um gehärtete Bauteile zu bearbeiten, müssen Werkzeuge hohen Belastungen standhalten. Die neuen CBN-Wendeschneidplatten von Sandvik Coromant ermöglichen eine wirtschaftliche Fertigung.

Die Wendeschneidplatten CN7015 und CB7025 von Sandvik Coromant sind nun mit Geometrien erhältlich, die sich durch eine gesteigerte Fasenbreite von 0,15 und 0,2 Millimeter sowie einen längeren Fasenwinkel von 30 und 35 Grad auszeichnen. Damit ist bei unterbrochenen Schnitten eine deutlich höhere Leistung möglich.

H artbearbeitung durch Drehen ist heute in allen Industriesektoren vorzufinden. Am häufigsten kommt sie an wärmebehandelten Werkstücken mit einer Härte von 55 bis 68 HRc zum Einsatz, also gehärtetem Legierungsstahl, Werkzeugstahl, einsatzgehärtetem Stahl, Superlegierungen, Nitrierstahl und hartverchromtem Stahl.

Richtige Schneidstoffwahl

Besonders in der Automobilindustrie finden sich damit viele Anwendungen für Hart-Part-Turning (HPT), unter anderem bei der Herstellung von Zahnradgetrieben, Einspritzdüsen, Lagerbuchsen, Lenkritzel, Bremsscheiben, Achsen, Nockenwellen, Ventilsitzen, Kolben oder Zylinderrohren.

Die Herausforderung besteht darin, derartig gehärtete Oberflächen so kostengünstig wie möglich zu bearbeiten. Glücklicherweise haben neue Werkzeugentwicklungen die Hartdrehbearbeitung auf ein neues Level gehoben. Innovative Schneidstoffe, Mikro- und Makrogeometrien, Designs, Beschichtungen und Spannungen sorgen für eine produktivere Bearbeitung. Auch wenn die Maschine bei der Hartbearbeitung eine wichtige Rolle spielt, ist die Leistungsfähigkeit der Schneide der entscheidende Faktor für den Prozesserfolg.

Die meisten HPT-Anwendungen sind Schlichtbearbeitungen mit hohen Form- und Oberflächentoleranzen. Der erste Indikator für einen exzessiven Werkzeugverschleiß ist meist eine Verschlechterung bei der Einhaltung dieser Toleranzen. Umso wichtiger ist die Wahl des richtigen Schneidstoffs und dessen korrekte Anwendung. Die meist gehärteten Bauteile haben Präzisionsanforderungen im Bereich von etwa zehn bis zwölf Mikrometer sowie einer Oberflächenrauigkeit zwischen Rz 0,8 und 6,3. Generell gilt: Je härter das Material, desto niedriger die Schnittgeschwindigkeit oder desto kürzer die Standzeit. Und wenn die Härte eines Bauteils eine bestimmte Grenze überschreitet, wird der Wechsel zu einem härteren Werkzeugmaterial notwendig. Denn mit Vollhartmetallsorten werden im niedrigeren Härtebereich (45 bis 50 HRc) zwar zufriedenstellende und kosteneffiziente Ergebnisse erzielt – sie sind allerdings für härtere Materialien im Bereich von 55 bis 65 HRc keine geeignete Lösung.

CBN-Schneidkanten sind das Material der Wahl für Bearbeitungen, bei denen die Materialhärte über 55 HRc liegt. Da CBN-Sorten zudem über eine relativ hohe Zähigkeit verfügen, sind sie nicht nur für Schlichtbearbeitungen geeignet, sondern auch für das Schruppen, und das sowohl mit kontinuierlichem als auch mit unterbrochenem Schnitt. Im Allgemeinen sind ein hoher Härtegrad beim Werkzeug den Anforderungen des Werkstückmaterials und unterschiedliche Zähigkeitsgrade den auftretenden mechanischen Lasten geschuldet. Die Zähigkeit ist zudem ein wichtiger Aspekt, wenn es um die Vermeidung gängiger Schädigungen wie beispielsweise Freiflächen- und Kolkverschleiß geht.

Das Präparieren der Schneidkanten ist für eine erfolgreiche Hartbearbeitung enorm wichtig. Beispielsweise hat der Fasenwinkel an der Schneidkante einen beträchtlichen Einfluss auf die Schneidkantenstabilität. Bei Hartbearbeitungen sollten deshalb alle Schneidplatten eine Fase besitzen, da sie ein wichtiges Merkmal zur Steuerung der Leistungsfähigkeit ist. Die Fase ist in Bezug auf Breite und Winkel, an denen die Ecken scharf oder gehont sein können, definiert. Es gibt unterschiedliche Fasenformen, doch die gehonte ›S-Land-Ausführung‹ schützt die Schneidkante vor Absplittern und Abbrechen. Da sich die S-Land-Variante zudem eher für Bearbeitungen mit Unterbrechungen und einer größeren Schnitttiefe eignet, ist sie die erste Wahl für Hartdrehbearbeitungen.


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