Artikel mit den Schlüsselbegriffen HSC-ZERSPANUNG

Was ist das Erfolgsgeheimnis hinter effizienten Drehprozessen – gerade bei komplexen Bauteilen? Eine der wichtigsten Antworten lautet: Die Zahl der Bearbeitungsschritte muss sinken. Welche Dynamik dieser Ansatz entwickelt, demonstrieren die Werkzeugspezialisten von Vandurit mit ihrem neuen Verfahren „rollfeed Turning“ auf der EMO 2017: Eine speziell entwickelte Wendeschneidplatte rollt mithilfe eines zusätzlichen Aggregats über das Bauteil und bearbeitet in einer Bewegung bis zu drei Bauteilseiten. Das sorgt für bis zu 90% kürzere Taktzeiten und stark reduzierten Werkzeugverbrauch. Beim Vertikal-Pick-up-Drehen bis Futterdurchmesser 500mm kommt das Verfahren ab sofort exklusiv auf Emag Maschinen zum Einsatz. In den übrigen Maschinen-Segmenten – wie zum Beispiel Vertikal-Drehmaschinen mit Futterdurchmesser über 500mm, Horizontal-Drehmaschinen oder Bearbeitungszentren – können Maschinenhersteller das rollfeed Verfahren ab sofort einsetzen. Dasselbe gilt für den Retrofit-Bereich bei zerspanenden Unternehmen. Auch dort kann das rollfeed Turning jetzt auf jeder Maschine nachgerüstet werden.

Einleitung

Polykristallines kubisches Bornitrid (pCBN) ist neben Diamant der zweithärteste Werkstoff. Aufgrund seiner mechanischen Eigenschaften, insbesondere bei hohen Temperaturen, wird pCBN in der Zerspanung gehärteter Stähle, der Bearbeitung von Superlegierungen sowie der Gussbearbeitung eingesetzt. Aufgrund der hohen Festigkeit des Schneidstoffs gestaltet sich die formgebende Bearbeitung mit mechanischen Verfahren, beispielsweise dem Schleifen [1], ressourcen- und kostenaufwändig. Hieraus resultieren aktuell bis zu 20-fach höhere Kosten für pCBN-Werkzeuge gegenüber vergleichbaren Hartmetallwerkzeugen. Um derartige Kostenunterschiede zu rechtfertigen, müssen pCBN-Werkzeuge eine deutlich erhöhte Leistungsfähigkeit gegenüber Hartmetallwerkzeugen aufweisen. Eine Möglichkeit die Leistungsfähigkeit zu steigern, besteht in der anwendungsspezifischen Auslegung der Schneidkantenmikrogeometrie [2, 3]. Die heute eingesetzten mechanischen Verfahren zur Schneidkantenpräparation wie Bürstspanen, Schleppschleifen oder Mikrostrahlen weisen aufgrund der hohen mechanischen Festigkeit von pCBN einen erhöhten Verschleiß auf, wodurch die Wirtschaftlichkeit und Prozesssicherheit eingeschränkt wird.

Die Zerspanung von faserverstärkten Kunststoffen (FVK) stellt eine der aktuellsten Herausforderungen in der Werkzeugherstellung dar. Neue Schneidstoffe und -geometrien werden entwickelt, um die spanende Bearbeitung dieser modernen Hochleistungswerkstoffe zu ermöglichen. Heutzutage werden üblicherweise unbeschichtete bzw. beschichtete Hartmetallwerkzeuge in der verarbeitenden Industrie eingesetzt, die ein nachteiliges Einsatzverhalten (z. B. hohe Schneidkantenverrundung oder Freiflächenverschleiß) nach bereits kurzer Prozesszeit aufweisen. Am Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb der TU Berlin (IWF) wird eine Alternative zum Schneidstoff Hartmetall für die Zerspanung von FVK angewendet. Verschiedene Sorten von Siliziumnitrid werden auf ihre Schneidgeometriegestaltbarkeit überprüft und der erfolgversprechendste Typ im Einsatz als CVD-diamantbeschichtetes Vollkeramikwerkzeug beim Umfangfräsen von FVK untersucht. Die Ergebnisse der Verschleißanalyse werden dargestellt.