Innovative Methode zur Schneidkantenpräparation mit nachgiebigen Diamantwerkzeugen in der Werkzeugschleifmaschine

von Berend Denkena, Benjamin Bergmann, Markus Hein, IFW Hannover 10. November 2021
Abb. 1: Schneidkantenpräparation in der Werkzeugschleifmaschine
Die Gestalt der Schneidkante ist in der Zerspanung für das Einsatzverhalten der Werkzeuge von zentraler Bedeutung. Sie beeinflusst alle wesentlichen Größen im Zerspanprozess...

Die Spanbildung, die thermische und mechanische Belastung des Werkzeugs und des Bauteils, den Werkzeugverschleiß sowie die resultierende Bauteilqualität. Dieser Einfluss ist abhängig von der Größe und Form der Schneidkantenverrundung. Asymmetrische Verrundungen, wie in Abbildung 1, zeigen je nach Zerspanprozess häufig das größte Potenzial in Bezug auf die Werkzeugstandzeit [1]. Die mögliche Standzeitverlängerung bei optimal ausgelegter, asymmetrischer Verrundung kann 100% beim Drehen betragen, während mit einer symmetrischen Verrundung 50% erreicht werden [2]. Neben der Erhöhung der Standzeit zeigt sich, dass auch die Oberflächenqualität durch eine gezielt ausgelegte asymmetrische Verrundung erhöht wird [2]. Eine an den Belastungsfall und die zu erreichende Bauteilqualität angepasste Schneidkantenverrundung ist in vielen Zerspanprozessen notwendig. Insbesondere bei hochkomplexen Bauteilen und optimierten Prozessketten kann hierdurch ein signifikanter Vorteil hinsichtlich der Produktivität erzielt werden.

Als Methoden der Kantenpräparation finden das Strahlen, das Bürsten und das Schleppschleifen industrielle Anwendung. Eine wirtschaftliche Herstellung lokal angepasster, asymmetrischer Schneidkantengeometrien an Zerspanwerkzeugen mit komplizierter Schneidengeometrie, wie beispielsweise Vollhartmetallwerkzeuge mit Drall und Schneidkantenfasen, ist hiermit jedoch nicht erreichbar [3]. Ein Lösungsansatz ist die Verwendung nachgiebiger Diamantpolierwerkzeuge. In der Prozesskette können diese direkt integriert und in der Werkzeugschleifmaschine eingesetzt werden. Es konnte bereits an Wendeschneidplatten gezeigt werden, dass mit nachgiebigen Diamantpolierwerkzeugen eine hohe Flexibilität hinsichtlich der erzielbaren Mikrogeometrie erreicht wird und eine reproduzierbare Schneidkantenpräparation möglich ist [4].

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