Gezielte Beeinflussung der Werkzeuggestalt und Schichttopographie durch lokales Polierschleifen

von Timo Bathe, Fabian Spaetling, Dirk Biermann, ISF TU Dortmund 15. November 2019
Darstellung einer konventionellen Prozesskette zur Herstellung von VHM-Werkzeugen
Die Schneidkantenpräparation an Zerspanwerkzeugen ist bereits Stand der Technik für industrielle Fertigungsabläufe.

Die dadurch bedingte Gestaltoptimierung der Schneidkantenmikrogestalt hat gezeigt, dass es insbesondere im Zusammenspiel durch eine nachfolgende Beschichtung zu deutlichen Leistungssteigerungen kommt. Auch der Schichtnachbehandlung kommt ein stetig wachsender Stellenwert zugute, weshalb auch hier bereits einige Forschungs- und Industriearbeiten stattgefunden haben. Den meisten verwendeten Verfahren liegt jedoch ein externer Bearbeitungsprozess unter Verwendung von ungebundenem Abrasivmittel zugrunde. Im Folgenden werden Ergebnisse vorgestellt, die sich sowohl mit der gezielten Beeinflussung des axialen Einlaufbereichs bei Einlippentiefbohrwerkzeugen als auch mit einer neuen Variante der Schichtnachbehandlung durch elastisch gebundene Schleifscheiben beschäftigen.

Die Oberflächentopographieoptimierung vor und nach dem Beschichten durch verschiedene Präparationsverfahren steht seit geraumer Zeit im Fokus von wissenschaftlichen und industriellen Untersuchungen und Prozessen [1-5]. Zur Erfüllung von höchsten Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der hergestellten Zerspanungswerkzeuge muss in der Regel entweder ein Kompromiss zwischen der Wirtschaftlichkeit des Präparationsverfahrens und des Nutzens oder der maximal möglichen Verbesserung des Einsatzverhaltens gewählt werden. Meistens erfolgen die sogenannten Vor- und Nachbehandlungsprozesse auf externen Maschinen und sind manueller bzw. teilautomatisierter Natur. Dies bedeutet, dass es durch die Notwendigkeit einer Beschaffung von zusätzlichen Maschinen sowie des Werkzeughandlings zu beträchtlichen Kosten kommt. Diese Kosten müssen dementsprechend auf den Preis der Werkzeuge umgelegt werden. Neue Ansätze, wie beispielsweise das automatische Be- und Entladen der externen Präparationsmaschinen durch bspw. Roboter sind möglich, meist aber aufgrund der kleinen Chargen und hohen Variantenvielfalt nicht wirtschaftlich umsetzbar. Insbesondere für kleine und mittelständische Unternehmen ergeben sich hierdurch enorme Risiken, um eine meist notwendige Schichtvor- oder -nachbehandlung in ihr Produktportfolio aufzunehmen.

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