Grate und Späne lassen sich bei praktisch keinem eingesetzten Fertigungsverfahren vermeiden. Die Entfernung dieser Fertigungsrückstände von Präzisionsteilen ist heute ein Muss, wobei an den Entgratprozess zunehmend wirtschaftliche Maßstäbe gelegt werden.  

High-Speed-Deburring (HSD), Gratminimierung, Gratvorhersage 

Schab- und Entgratwerkzeuge

Höhere Anforderungen bei der Gratentfernung effizient erfüllen 

Im vergangenen Jahr hatte Mapal eine neue Generation von Kegelsenkern vorgestellt. Die Schneiden dieser Werkzeuge sind extrem ungleich geteilt. Deshalb ist die Axialkraft im Vergleich zu herkömmlichen Kegelsenkern um mehr als 50 Prozent reduziert. Das Ergebnis laut Mapal: deutlich weniger Vibrationen am Werkzeug als üblich. Anwender haben sich dem Hersteller zufolge von der neuen konstruktiven Ausgestaltung und den damit erreichten Verbesserungen begeistert gezeigt, zumal die Werkzeuge die Präzision der Senkung verbessern und die erzeugte Oberflächenqualität erhöhen. 

Jetzt von 4,3 bis 31 mm Durchmesser verfügbar 

Bohrwerkzeuge

Kegelsenker mit halbierter Axialkraft 

Sowohl ein schnelles, selbsttätiges Entgraten als auch ein komplettes Oberflächenfinish ermöglichen Schleif- und Polierbürsten der Marke NamPower − in einem Arbeitsgang. 

Schleif- und Polierwerkzeuge, Oberflächenbearbeitung, Automation 

Polier- und Finishwerkzeuge

Bürsten

Schleifen, Polieren

Mehr Entgrat-Speed mit Nylonbürsten 

Sie ist ein Prestigeprojekt, die Fertigungsaufgabe, mit der Heule vom Aerospace-Zulieferer Ruag Space betraut wurde. An Leichtmetallprofilen für Ariane-5-Trägerraketen musste vielfach gebohrt, entgratet und gesenkt werden. Und Heule erfüllte die Erwartungen. 

Bohrwerkzeuge, Entgraten und Senken, Automatisierung 

Wie von einem anderen Stern 

Dieser Themenband zeigt den aktuellen Stand der Entgrattechnik auf. Er stellt dar, welche Gratdaten als Entscheidungskriterien herangezogen werden können, wie sie beeinflussbar sind und welche Entgratverfahren sich im konkreten Fall eignen. So ist zum Beispiel der Einfluss auf die Gratausbildung durch die Auswahl der Fertigungsparameter und der Fertigungsfolge mitentscheidend für den nachträglichen Entgrataufwand bzw. für das anzuwendende Entgratverfahren.
Es werden die Entgratverfahren vorgestellt und ihre Anwendungsbereiche und Einsatzgrenzen durch Eckdaten aufgezeigt. Abgerundet wird das Thema durch die Darstellung der weniger bekannten Entgratverfahren wie Druckfließläppen, magnetabrasive Feinstbearbeitung und Hochdruckwasserstrahlen. 

Entwicklungsstand und Problemlösungen 

Entgratmaschinen

Buchtipp: Entgrattechnik 

Auch wenn Iscar seine größten Highlights erst am Jahresende preisgibt, so hat doch der israelische Werkzeugspezialist auf einer Anwendertour mit Zerspanseminar neugierig auf die EMO gemacht. Kernstück der Leistungsschau waren Live-Vorführungen im F&E-Zentrum. 

Hartmetallwerkzeuge, Zerspanseminar, Kundenreise 

Präzisionswerkzeuge

Drehwerkzeuge

Fräswerkzeuge

Gewindewerkzeuge

Reibwerkzeuge

Verzahnwerkzeuge

Hartmetallwerkzeuge

Mikro-Präzisionswerkzeuge

Seminar stimmt auf die EMO ein 

Mit Keramik-Rundbürsten der Ausführung ›Wheel Brush‹ ergänzt der Hersteller Xebec aus Japan sein Produktportfolio an Bürstsystemen mit Keramikfasern, die am Stand des Vertriebspartners Kempf zu sehen sein werden. Mit den Keramik-Rundbürsten lassen sich nun auch seitliche Flächen und Kanten polieren und entgraten. Ein weiterer Vorteil dieser Rundbürsten liegt Kempf zufolge in ihrer universellen Anwendbarkeit. Bürsten und Schäfte sind separat erhältlich und untereinander austauschbar. 

Entgrat- und Polierwerkzeuge 

Nun auch für seitliche Flächen 

Biax fertigt Druckluft- und Elektrowerkzeuge für metallverarbeitende Betriebe, speziell für das Polieren und Entgraten. Wesentliche Abnehmerbranchen sind die Automobil- und Zulieferindustrie, die Luftfahrtindustrie sowie der Werkzeug- und Formenbau. 

Druckluftfeiler 

Polieren und Feinentgraten 

Für die maschinelle Nachbearbeitung von Bohrungseintritt, Bohrungsaustritt und Querbohrungsaustritt bietet Gühring ein umfassendes Standardprogramm an Entgratwerkzeugen, darunter die weltweit erste VHM-Entgratreibahle für die maschinelle Ein- und Austrittsentgratung, die EWR 100 G. Im Unterschied zur zeit- und kostenintensiven Handarbeit verkürzt sich durch maschinelle Entgratung die Bearbeitung in einem vollautomatisierten Arbeitsprozess. Ein weiteres Highlight ist die EWR 500 (Bild), die Querbohrungen bis an die Wurzel entgratet. Während die Entgratung von Bohrungseintritten kein Problem darstellt, ist die Entgratung von Querbohrungen in vielen Fällen ein aufwendiger Arbeitsschritt, der oft zeit- und kostenintensiv von Hand durchgeführt werden muss. Hier findet die neuste Entwicklung, die Entgratreibahle EWR 500, ihre Anwendung. 

Entgratreibahle 

Maschinelle Nacharbeit 

Die Gratprobleme in der Getriebefertigung eines großen Automobilherstellers wurde gelöst mithilfe der X-Bores-Entgrattechnologie der Schweizer Heule Werkzeug AG. 

Entgratwerkzeuge, Getriebebau, Prozesssicherheit 

Radialbohrungen gratfrei gemacht 

Mit Hilfe der neuen Werkzeuge von Schunk können Roboter künftig nicht nur für das Be- und Entladen, sondern auch für das automatisierte Entgraten genutzt werden.

Entgraten

Oberflächentechnik

Mechanisches Bearbeiten manuell

Automatisiertes Entgraten per Roboter

Lösungen für gratfreie, saubere und präzise Oberflächen zum Anfassen vom 12. bis 14. Oktober in der Messe Karlsruhe

Innovative Lösungen in der Automatisierungstechnik ermöglichen, klassische Verfahren wie das Gleitschleifen für neue Anwendungen auch in der Einzelteilbearbeitung automatisiert einzusetzen

Messeveranstalter

Dienstleistungen

Werkzeugmaschinen für die spanende Fertigung

Entgratungsanlagen

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Sondermaschinen

DeburringExpo geht im Oktober in Karlsruhe an den Start

Das innovative ‘Back-Burr Cutter & Path’-Entgratsystem des Entgratspezialisten Kempf überzeugt bei ISAB Technology nicht nur in der Großserienproduktion von Stahlleisten für die E-Mobilität, sondern auch beim Entgraten spezieller Antihaft-Grillplatten.

Max Staab von der Firma Kempf (links) und die beiden Geschäftsführer Dominik Gaurilavas und Andreas Bergmann der Firma ISAB Technology beim Einfahren der Anlage zur  komplett maschinellen Entgratung einer Großserie

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Für Klein- und Großserien

Der Schweizer Spezialist für Bohrungsbearbeitung Heule Precision Tools hat das Qualitätssiegel für Premium-Komponenten des Werkzeugmaschinenbauers DMG Mori erhalten.

Partnerschaft besiegelt (von links): Christoph Grosch (Head of DMQP bei DMG Mori), Ulf Heule (CEO Heule) und Christos Mistridis (CSO Heule) mit dem Qualitätssiegel für Premium-Komponenten

Kombinationswerkzeuge

Heule erhält Qualitätssiegel von DMG Mori

Broschüre ‘Basiswissen Entgrattechnologie‘ vom Veranstalter der DeburringExpo ist online abrufbar

Höhere Anforderungen an Qualität, Präzision und Nachhaltigkeit erfordern für die Verfahrensauswahl beim Entgraten sachliche und verständliche Informationen

Entgrattechnologien und Präzisionsoberflächen im Überblick

Welches Verfahren ist das richtige, wenn in großer Stückzahl Bohrungen unter schwierigen Bedingungen prozesssicher zu entgraten sind? Im Folgenden werden die gängigsten Methoden zum Entgraten von Bohrungen vorgestellt und deren Stärken und Schwächen benannt.

Es bieten sich mehrere Verfahren an, um Bohrungen in der Serienfertigung zu entgraten.

In Branchen wie der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt oder dem Sektor Hydraulik und Pneumatik werden Fertigungsprozesse permanent optimiert, um unter den Bedingungen einer Großserie möglichst zeit- und kosteneffizient produzieren  zu können. Prozessschritte werden vereinfacht, Durchlaufzeiten verkürzt, und an der Wiederholbarkeit hinsichtlich der Qualität wird ‘gefeilt‘. Vor große Herausforderungen werden die Prozessverantwortlichen unter anderem dann gestellt, wenn Grate an Bohrungskanten auftreten. Dann müssen Lösungen gefunden werden, die die Probleme verursachenden Grate prozesssicher entfernen und gleichzeitig nicht zu viel Zeit und Geld in Anspruch nehmen.

Für jede Anwendungssituation  das passende Entgratverfahren

Wichtige Kriterien für die Auswahl  des bestgeeigneten Verfahrens sind  die Position des Grats am Bauteil, der verwendete Werkstoff sowie die Fertigungstoleranzen des Bauteils. Auch die Ansprüche an das Entgratergebnis,  die Integrierbarkeit in den bestehenden Produktionsprozess, die Maschinenfähigkeiten sowie nicht zuletzt die Investitionsbereitschaft beeinflussen die Wahl der Entgratlösung. Nachfolgend werden die gängigsten Verfahren mit ihren Eigenheiten aufgeführt.

Beim thermischen Entgraten (TEM) wird der abzutragende Werkstoff durch die von einer chemischen Reaktion verursachte große Hitze verdampft. Vor allem bei komplexen Geometrien, kaum zugänglichen Bereichen oder bei vielen Bohrungen ist TEM das bevorzugte Verfahren. Außen und innen liegende Kanten werden im Prozess gleichzeitig entgratet. Fast alle oxidierenden Werkstoffe sind bearbeitbar. Das Ergebnis sind scharfkantige oder leicht verrundete Bohrungskanten. Die Größe der Entgratkammer limitiert die Werkstückgröße respektive die Werkstückmenge. Geprüft werden muss der Einfluss der Wärme auf den Werkstoff und die Geometrie des Bauteils.

Beim elektrochemischen Entgraten (ECM) erfolgt die Gratentfernung mittels anodischer Auflösung von Metall. Angewendet wird es bei fast allen Metallen, sogar bei gehärteten Werkstücken. Weil es sich um ein kontaktfreies Verfahren mit sehr geringem Wärmeeintrag handelt, gibt es keinen Werkzeugverschleiß, keine Bildung von Sekundärgraten und keine mechanische Belastung. Die maximale Gratlänge ist auf ungefähr 0,3 mm limitiert. Das Werkstück muss vor und nach der Behandlung gründlich gereinigt werden.

Beim Hochdruckwasserstrahl-Entgraten (HDW) werden mehrere Kanten gleichzeitig zumeist an schwer zugänglichen Bohrungen entgratet, indem man einen Wasserstrahl mit einem Druck bis 1000 bar gezielt auf die zu bearbeitenden Stellen des Bauteils richtet. Zu prüfen ist, ob sich aufgrund der mechanischen Beanspruchung Partikel an der Bohrungskante lösen und ob infolge der nur bedingten Entfernung der Gratwurzeln raue Oberflächen entstehen.

Beim Strahlen mit Granulaten werden Abrasivstoffe wie Sand mit Geschwindigkeiten von maximal 80 m/s auf die Bohrungskante gelenkt. Auch angrenzende Bereiche werden von der Bearbeitung beeinflusst. Das Reinigen der Werkstücke nach dem Entgraten kann sehr herausfordernd sein.

Beim Bürstentgraten werden die Grate von speziellen Bürstwerkzeugen entfernt. Die Handhabung ist einfach, das Einsatzspektrum aufgrund der zahlreichen Werkzeugvarianten ausgesprochen vielfältig. Die Grenzen für  das Bürstentgraten liegen bei größeren Graten, sehr harten Werkstoffen und schwer zugänglichen Stellen.

Unter dem Begriff ‘mechanisches Entgraten‘ wiederum werden Entgratwerkzeuge zusammengefasst, die eine Fertigbearbeitung des Werkstücks direkt auf einem Bearbeitungszentrum ermöglichen. Auch die rückseitige Bearbeitung von Bohrungen und das Erzeugen definierter Kanten sind bei dieser Verfahrensgruppe möglich. Die Verfahren zeichnen sich durch Wiederholbarkeit und hohe Prozesssicherheit aus. Ihre Grenzen haben die Methoden bei schwer zugänglichen Stellen am Teil.

Einfacher Entgratprozess  trotz enger Fertigungstoleranzen

Die Technologien des mechanischen Entgratens sind besonders vielfältig, sodass es sinnvoll ist, deren Eigenheiten etwas genauer zu betrachten. Beim Zirkularentgraten etwa wird mit einem Werkzeug ein vordefinierter Arbeitsweg abgefahren. Je nach gegebenen Fertigungstoleranzen oder Toleranzen aufgrund der Aufspannung kann an gewissen Stellen gar keine, eine zu kleine oder auch eine zu große Fase entstehen. Bei Werkzeugen mit beweglicher Schneide beginnt das Messer erst bei Kontakt mit der Bohrungskante mit dem Entgraten. So können beispielsweise Gussteile mit ihren typischen Toleranzschwankungen zuverlässig und mit gleichbleibendem Entgratergebnis bearbeitet werden.

 Bei allen Varianten des mechanischen Entgratens besteht der große Vorteil in der relativ leichten Integrierbarkeit in die vorhandene Werkzeugmaschine, zum Beispiel ein Bearbeitungszentrum. Das Werkstück kommt dann nach einer nur wenig verlängerten Taktzeit fertig produziert von der Maschine. Nachgelagerte intern oder auch extern durchgeführte Bearbeitungsschritte entfallen. Weil die Kosten für Reinigung und Logistik sowie externe Bearbeitungskosten vermieden werden, reduzieren sich die gesamten Prozesskosten und Durchlaufzeiten. Aufgrund der gleichbleibenden Fertigungstechnologie und des einfachen Handlings der Werkzeuge fallen keine Schulungen für das Personal an, und das vorhandene Wissen rund um die Zerspanung kann aktiv genutzt werden.

Hat sich ein Produktionsverantwortlicher für ein Entgratverfahren entschieden, gilt es, die passende Ausführung und den geeigneten Partner  zu finden. Ein Praxisbeispiel soll diesen Zusammenhang verdeutlichen.

 So musste ein Anwender aus der E-Mobilität bei einer Rotorwelle innen liegende und schwer zugängliche Kühlbohrungen entgraten − ein Arbeitsgang, den er bis dahin von Hand erledigte. Wegen der Beanstandung eines Kunden musste er ein stabileres, dazu automatisiertes Entgratverfahren für die jährlich rund 1 Million Bohrungen finden.

 Bei der zu lösenden Entgratsituation werden Bauteile bearbeitet, die aufgrund der Herstellung aus gezogenen Rohren Schwankungen in der Wandstärke und somit im Durchmesser der innen liegenden Hauptbohrung aufweisen. Das Verfahren Zirkularentgraten kam aufgrund dieser Toleranz-Schwankungen nicht in Frage.

Auf einer Fachmesse wurde der Fertigungsleiter auf Entgratlösungen von Heule Precision Tools sowie deren Werkzeuge mit beweglicher Schneide aufmerksam. Ein gemeinsames Projekt mit der Technologie ‘X-Bores‘ wurde in Angriff genommen, und der Kunde war von der Qualität des Ergebnisses rasch überzeugt. Heute kann er denjenigen Mitarbeiter, der sich bisher für das manuelle Entgraten verantwortlich zeichnete, an einer anderen Stelle im Produktionsprozess einsetzen.

 Auch weitere Anwendungsmöglichkeiten hat der Kunde unterdessen bei Heule angefragt; sogar eine kundenspezifische Werkzeuglösung ist in Planung. Denn findet sich in der Standardpalette kein passendes Werkzeug, bietet Heule individuell auf den Kunden zugeschnittene Werkzeuge an. Der Schweizer Entgratspezialist empfiehlt Anwendern, Fachleute wie ihn möglichst früh in den Prozess zu involvieren. Gemeinsam kann dann die Geometrie des Bauteils möglichst entgratfreundlich gestaltet werden, und auch die Voroperationen lassen sich in ihrer Gratbildung optimieren, sodass die Serienfertigung im Endeffekt möglichst zeitoptimiert und wirtschaftlich vonstatten geht.

Heule Werkzeug AG  

https://www.heule.com

Ausgabenartikel

So sollten sie aussehen: reproduzierbare Entgratergebnisse an Bohrungen in der Serienfertigung. Erzielt wurden sie hier mithilfe mechanischer Entgratlösungen

Mit solch einem Bohrbild sehen sich Serienfertiger nicht selten konfrontiert. Eine durchdachte Entgratprozess-Gestaltung ist dann gefragt

Mechanische Entgratlösungen mit beweglicher Schneide wie hier das Werkzeug ‘Cofa‘ des Entgratspezialisten Heule liefern fertig entgratete Werkstücke direkt von der Maschine

Innen liegende Bohrungskanten mit Toleranzen wie bei einer Rotorwelle können mit der ‘X-Bores‘-Technologie von Heule zielführend entgratet werden

Hauptartikel

Mechanisches Entgraten von Bohrungen in Serie

Heule Werkzeug AG CH-9436 Balgach Tel. +41 71 726 38 27 <a href="https://www.heule.com" target="_blank">www.heule.com</a>