Große Vorschubwerte und Zeitspanvolumina stellt Gühring mit dem Ratiobohrer RT 100 XF  in Aussicht. Beim Serienfertigen schwieriger Werkstoffe soll er die Taktzeit stark verkürzen.

Bohrwerkzeuge – Hochvolumenzerspanung – Schneidstoffoptimierung

Präzisionswerkzeuge

Bohrwerkzeuge

Für hohe Leistung konzipiert

Wie lassen sich beschichtete Hartmetall-(HM-)Werkzeuge am effizientesten wiederaufbereiten? Oerlikon Balzers gibt darauf eine Antwort. Tests am ISF Dortmund bestätigten die Wirksamkeit.

Beschichtungen – Hartmetallwerkzeuge – Wiederaufbereitung

Schneidstoffe für Präzisionswerkzeuge

Präzisionswerkzeuge für Metallbearbeitung

Maschinenbau

Beschichten (CVD, PVD)

Oberflächentechnik

Chemisches Bearbeiten (Auftragen)

Beschichtungen für Präzisionswerkzeuge (CVD, PVD)

Automotive

Fahrzeugbau

Werkzeugbeschichten

Dienstleistungen

Dienstleistungen in der Metallbearbeitung

 Präzise stets aufs Neue

Der Hochvorschubfräser NAN 3 Feed, der Wechselkopfbohrer Logiq 3 Cham und ein robuster Werkzeughalter führen die Reihe der Neuheiten von Iscar zur Effizienzsteigerung an.

Fräswerkzeuge – Bohrwerkzeuge – Schruppbearbeitung

Wendeschneidplatten

Fräswerkzeuge

Stechwerkzeuge

Drehwerkzeuge

Werkzeugspanntechnik

Spanntechnik

Premieren und Updates für mehr Effizienz

Der japanische Werkzeugspezialist OSG präsentiert neueste F&E-Ergebnisse in Form von Bohrern und Fräsern, die nach dem Bedarf von Wachstumsbranchen ausgelegt sind.

Bohr- und Fräswerkzeuge – Aluminiumzerspanung – Hartbearbeitung

Gewindewerkzeuge

Der Werkstoff im Fokus

Als vielseitig und langlebig präsentiert Hersteller Nachi seine jüngsten Bohr- und Gewindewerkzeuge. Mit ihrer Eigenschaftskombination eignen sie sich besonders für Lohnfertiger und Zulieferbetriebe mit stark wechselndem Teilespektrum. Ein Beispiel dafür sind die neuen Vollhartmetall-(VHM-)Bohrer der Reihe AquaREVO. Nachi zufolge überzeugen sie vor allem mit einer langen Standzeit. Dazu trage eine mehrlagige Nano-Beschichtung aus AlTi und AlCr REVO-D bei, die oxidationsbeständig ist bei Temperaturen bis 1100 °C. Hochhart (3300 HV) und glatt, leitet sie Späne  problemlos durch ihre spiralisierten Nuten ab, auch die langspanender, zu Adhäsion neigender Werkstoffe. Späne lassen sich auch bei Bohrungen bis 8 × D abführen. Es gibt Versionen mit 2 bis 16 mm Durchmesser für 3 × D, 5 × D und eben 8 × D Bohrtiefe. Die VHM-Bohrer eignen sich zur wirtschaftlichen Trocken- bearbeitung gehärteter Stähle. Demnächst wird es Versionen mit inneren Kühlkanälen mit optimiertem Querschnitt für optimale Kühlmittelzufuhr bis an die Schneiden geben.

Bohrwerkzeuge – Gewindewerkzeuge – Standzeitverlängerung

Universell und lange gebrauchsfähig

Mit einer Palette an Neuheiten präsentiert sich Kyocera als Qualitätsanbieter von Präzisionswerkzeugen. Exzellente Ergebnisse werden in Aussicht gestellt.

Finishing – Innenformelemente – Standzeitverlängerung

Mikro-Präzisionswerkzeuge

Japanische Offensive

Eine ausgeklügelte Beschichtung und neue CBN-Schneidstoffe sind die Ursache dafür, dass CBN-Wendeschneidplatten der Walter AG die Standzeit üblicher Platten beim Hartdrehen übertreffen.

Wendeschneidplatten – Hartbearbeitung – Leistungsplus

Schnittig und standfest

18 PKD-Werkzeuge von Ingersoll trugen dazu bei, dass der Zulieferer ZSO Lenkgehäuse aus Alu-Druckguss innerhalb von nur 2,7 min je Teil fertigbearbeiten kann.

Komplettbearbeitung – Aluminiumzerspanung – PKD-Werkzeuge

Besonderes für Leichtes

Mithilfe des KM-Werkzeug-Schnellwechselsystems von Kennametal gelang es dem texanischen Lohnfertiger Anthony Machine, das Potenzial seiner neuen Universal-CNC-Drehmaschinen auszuschöpfen.

Komplettbearbeitung – Schnellwechselsysteme – Lohnfertigung

Vereint die Rüstzeit schrumpfen

Die Entwicklung in der Maschinentechnik hin zu größerer Dynamik ermöglicht es immer  öfter, das Hochvorschubfräsen anzuwenden.

Großteilebearbeitung – Hochvorschubfräsen – Wirtschaftlichkeit

Turbo fürs Zeitspanvolumen

Mit neuen Schneidstoffen und Werkzeugen deckt Mapal die Turbolader-Bearbeitung ab − von Bohrern, Fräsern und Reibahlen bis zu mechatronischen Aussteuerwerkzeugen.

Mechatronische Werkzeuge

Reibwerkzeuge

Turbolader effizient fertigen

Vollhartmetallbohrer mit besonderer Spitzengeometrie für Komponenten der Luft- und Raumfahrt.

Luftfahrt

Energieversorung

Luft- und Raumfahrt

Zerspanwerte zum Abheben

Als beim OP-Tisch-Hersteller Medifa in Rastatt 320 mm tiefe Bohrungen mit einem sehr  guten Oberflächen-Innenwert Ra von 0,8 µm eingebracht werden sollten, ermöglichten das eine Whisperline-Bohrstange von Iscar und ein kleiner Kniff bei der Bearbeitungsstrategie.

Exzellente innere Werte

Mit dem international angelegten TV-Show-Format „It’s Tool Time“ erhielten Interessierte am 26. November 2020 in mehreren Sessions Einblicke in die Strategie und die Ergebnisse der jüngsten Innovationstätigkeiten der Ceratizit-Gruppe – bequem vom Rechner aus und kombiniert mit der Möglichkeit, via Chat zu interagieren. Dies ist natürlich kein 1:1-Ersatz für die vermissten Präsenzmessen, ist aber so nah dran, wie unter den aktuellen Auflagen des Social Distancing möglich.

5-Achs-Bearbeitungszentren

Werkzeugmaschinen für die spanende Fertigung

Bearbeitungszentren

Werkstückspanntechnik, spanend

Ceratizit mit TV-Show-Premiere „It’s Tool Time“

Gegründet im Jahr 1972, nimmt die heutige ISCAR Germany GmbH im weltweit agierenden Produktions- und Vertriebs-Netzwerk der IMC-Group eine führende Position ein. Aus kleinen Anfängen heraus entwickelte sich die deutsche GmbH vom zunächst reinen Vertriebs- und Servicestützpunkt zu einem Fullservice-Dienstleister mit heute rund 310 Beschäftigten. Der Verkauf der Standardwerkzeuge über die eigene Vertriebsorganisation und über den Fachhandel wird unterstützt durch eine umfassende Technik- und Anwendungsberatung. Für den wachsenden Bereich der Kombi-, Multifunktions- und Sonderwerkzeuge stehen erfahrene Konstrukteure zur Verfügung. Die Herstellung der Sonderwerkzeuge findet hauptsächlich in der Zentrale in Ettlingen statt. Damit sind kurze Kommunikations- und Logistikwege gewährleistet, ohne die das Know-how trächtige Geschäft mit anspruchsvollen und komplexen Sonderwerkzeugen gar nicht zu bewerkstelligen wäre. Mit dieser konsequent praktizierten Markt- und Kundennähe hat sich die ISCAR Germany GmbH in vielen Anwendungsfällen als kompetenter und stets zuverlässiger Problemlöser bewährt. In dem modernen Schulungszentrum und Tech-Center in Ettlingen schult und informiert ISCAR seine Kunden über innovative Technologien und Produktneuheiten.

ISCAR Germany GmbH 

https://www.iscar.de

Bohren

Spanende Verfahren

Diamantwerkzeuge (definierte Schneide)

Drehen

Fräsen

Hartmetallwerkzeuge

Hauptspindeln für Werkzeugmaschinen

Lineartechnik

Maschinenelemente

Keramikwerkzeuge

Schab- und Entgratwerkzeuge

Schneidsysteme

Montage

Montagetechnik

Schwerzerspanung

Spanneinrichtungen

Systemperipherie

Toolmanagement

Verzahnwerkzeuge

Werkzeuge für Leichtbauwerkstoffe

Werkzeuge für Schwerzerspanung

Werkzeugwechsler, spanend

Werkzeugmaschinenkomponenten

Wie der Trend zum Leichtbau die Werkzeugtechnik beflügelt, lässt sich anhand dreier großer Sonder-Bohrwerkzeuge verdeutlichen. Ein Tool bearbeitet E-Motoren-Gehäuse, eines Automatikgetriebe-Gehäuse und das dritte brilliert mit einem Grundkörper aus Titanlegierung.

Der Automobilbau setzt zunehmend auf Leichtbauwerkstoffe. So werden Motorblöcke, Zylinderköpfe oder Getriebegehäuse aus Aluminiumlegierungen hergestellt, um den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren und die Dynamik zu steigern. Dieser Trend stellt hohe Anforderungen an die Fertigungstechnik und speziell an die Präzisionswerkzeuge. Das Dogma Leichtbau gilt somit auch für die Entwicklung und die Fertigung dieser Werkzeuge. Unter anderem entwickelt die Branche PKD-Werkzeuge, die speziellen Leichtbau-Fertigungsaufgaben bestmöglich angepasst sind.

Wie hoch die Anforderungen sind, die zurzeit an große Bohrwerkzeuge gestellt werden, lässt sich gut anhand aktueller Lösungen für die Elektromobilität verdeutlichen und speziell am Beispiel von E-Motor-Gehäusen (Bild 1). Diese Gehäuse werden aus unterschiedlichen Alu-Legierungen gefertigt und zumeist mit PKD-Werkzeugen bearbeitet.

Die Herausforderungen hierbei sind enorm: Verlangt wird die prozesssichere Herstellung von engen Durchmesser-Toleranzen bis IT6 sowie enger Form- und Lagetoleranzen, beispielsweise einer Koaxialitätsabweichung von weniger als  40 µm bei einer Bezugslänge von über 400 mm, die auf Umschlag bearbeitet wird. Und der Durchmesser der Statorbohrungen beträgt meist deutlich mehr als 200 mm.

Zugleich sind die verwendeten Maschinen oft dadurch limitiert, dass ihre Werkzeugschnittstelle − meist der Werkzeugwechsler − dem zulässigen Gewicht der Tools sowie dem daraus resultierenden Kippmoment Grenzen setzt. Besondere Leichtbauwerkzeuge zu entwickeln wird somit unausweichlich. Wie solche aussehen können, wird im Folgenden gezeigt.

Bei dem ersten handelt es sich um ein Sonder-Bohrwerkzeug mit Stahlgrundkörper und PKD-Schneiden, dessen Gewicht aufgrund einer lastgerechten Auslegung und des Verzichts auf nicht unbedingt erforderliches Material niedrig  gehalten werden konnte. Um die erforderliche Steifigkeit beizubehalten, waren allerdings zusätzliche Elemente erforderlich (unter anderem Streben im Inneren des Tools), die in der  Lage sind, Kräfte aufzunehmen und übermäßige Verformungen zu verhindern. Dass der konventionelle Werkstoff Stahl verwendet wurde, bestätigte sich als vorteilhaft. So ließen sich, den Wärmegang und die Schwingungsneigung betreffend, Rückschlüsse aus dem Einsatzverhalten vergleichbarer massiverer Werkzeuge mit Stahlgrundköper ziehen.

Die Spindelbelastung als ausschlaggebendes Kriterium

Auch beim Bohren von Automatikgetriebe-Gehäusen werden Durchmesserwerte bis zu 300 mm erreicht. Der große Durchmesser führt auch hier zu einem hohen Eigengewicht der Werkzeuge, sodass ein großes Kippmoment auf die Spindel wirkt und die Präzision der Bearbeitung beeinträchtigt.  Zudem führt die große Last zu einem zusätzlichen Aufwand für die Wartung und die Instandhaltung der Spindel.

Auch hier lässt sich Gewicht reduzieren, indem man leichtere Werkstoffe wie Aluminium verwendet. Ein sechsschneidiges PKD-Bohr-Sonderwerkzeug von Gühring beispielsweise ist für die Bearbeitung eines solchen Getriebegehäuses ausgelegt. Bei einem Durchmesser von 235 mm wiegt es weniger als 20 kg und reduziert das auf die Spindel und den Werkzeugwechsler wirkende Kippmoment auf 22 Nm. Das reduzierte Gewicht ermöglicht eine maximale Produktivität.

Doch trotz eines niedrigen Gewichts von weniger als 20 kg genügt auch eine Alu-Ausführung bestimmten Anforderungen nicht mehr, etwa bei noch größeren Abmessungen. Dann wirkt sich mit zunehmenden Bearbeitungskräften die im Vergleich zu Stahl niedrigere Steifigkeit des Aluminiums negativ auf das Schwingungsverhalten des Werkzeugs aus. Und findet die Bearbeitung in einer thermisch herausforderden Umgebung statt, ist zur Sicherstellung der Prozessstabilität ein  zusätzlicher Aufwand nötig, denn die Wärmeausdehnung des Aluminiums ist doppelt so groß wie die des Stahls.

Thermische Wechsel und übermäßige Temperaturgradienten sind so weit wie möglich zu vermeiden, um Abweichungen in der Maßhaltigkeit zu minimieren. So würde schon ein Temperaturanstieg von 10 °C zu einer Änderung im Durchmesser von mehr als 0,05 mm führen und damit die geforderte IT6-Toleranz überschreiten.

Für Bearbeitungen sehr großer Bohrungsdurchmesser, die nur ein niedriges Werkzeuggewicht zulassen und zugleich kritisch sind in Bezug auf die thermischen Bedingungen, setzt man deshalb auf einen in der Luft- und Raumfahrt beliebten Leichtbauwerkstoff mit hoher spezifischer Festigkeit: Titan.

Der Grundkörper des in Bild 2 gezeigten Feinbohrwerkzeugs besteht aus einer Titanlegierung. Deshalb ist das Tool sehr leicht und dennoch weniger empfindlich gegenüber wechselnden Temperaturen als übliche Werkzeuge. Um hier die maximale Steifigkeit bei möglichst geringem Material- einsatz zu erreichen, werden FEM-Simulationen durchgeführt, deren Ergebnisse in die Konstruktion einfließen. So realisierte Gühring eine topologisch optimierte Geometrie.

Bei dieser Geometrie gewährleisten Verstrebungen eine größtmögliche Steifigkeit und die nötige Prozesssicherheit des Werkzeugs. Zudem reduziert das niedrige Gewicht die Belastung der Spindel. Die Dichte des Titan-Grundkörpers beträgt mit rund 4,5 g/cm3 rund 40 Prozent weniger als die von Stahl, und auch die Wärmedehnung ist mit 8,6 gegenüber 10 × 10-6/K deutlich niedriger. Zudem hat die Legierung eine niedrigere Wärmedehnung als Alu mit seinen 23 × 10-6/K, ist aber steifer und hat eine höhere spezifische Festigkeit.

Für das Bearbeiten großer Bohrungen gibt es verschiedene Werkzeugkonzepte, die − je nach Randbedingungen − stets spezifische Vor- und Nachteile haben. Welches Konzept das bestgeeignete ist, lässt sich nur unter Berücksichtigung der gesamten Prozesskette ermitteln. Im Übrigen werden die Konzepte stetig weiterentwickelt, um auch in Zukunft den hohen Anforderungen der Anwender gerecht zu werden.

Gühring KG  

https://www.guehring.de

Lesen Sie außerdem in dieser Ausgabe:

<ul><li>Werkzeugmaschinen: 5-Achs-Schwerzerspanung auf Doppelspindelmaschinen im Dauerbetrieb</li><li>Fertigungsmesstechnik: Auch ohne Control-Messe können diese Innovationen Qualität sichern</li><li>Sonderteil Retrofit: Modernisierung ist eine wirtschaftliche Alternative zum Neuprodukt</li></ul>

Ausgabenartikel

1 Um die große Statorbohrung an E-Motor-Gehäusen − hier farblich hervorgehoben − eng toleriert fertigen zu können, muss das Werkzeug möglichst leicht und je nach Umfeld auch temperatur- beständig sein

2 PKD-Führungsleisten und einstellbare PKD-Schneiden tragen bei diesem Leichtbauwerkzeug mit Grundkörper aus Titanlegierung zu präzisen Bearbeitungsergebnissen bei

Hauptartikel

Gühring KG 72458 Albstadt Tel. +49 7431 17-0 <a href="http://www.guehring.com">www.guehring.com</a>

Dr. Nicolas Beer leitet Forschungsprojekte bei Gühring in Albstadt <a href="mailto:nicolas.beer@guehring.de">nicolas.beer@guehring.de</a>

Jasmin Herter ist Leiterin der Unternehmenskommunikation in diesem Unternehmen <a href="mailto:jasmin.herter@guehring.de">jasmin.herter@guehring.de</a>