AM ISF der TU Dortmund entwickelt man ein leistengeführtes Innendreh-Werkzeug, das präzise Innenkonturen von 10 bis 30 mm Durchmesser in fast beliebiger Tiefe erzeugt.

Die immer häufiger geforderte Innenbearbeitung stellt hohe Anforderungen an das Werkzeug und den gesamten Prozess aufgrund der erschwerten Zugänglichkeit, des geringen Bauraums und des Auftretens von Schwingungen und Abdrängungen

16:9

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Drehwerkzeuge

Präzisionswerkzeuge

Werkzeugentwicklung für tiefes Innendrehen

Am ISF der TU Dortmund entwickelt man ein Werkzeug zum Innendrehen in großer Tiefe.

Konzeptioneller Aufbau und Eigenschaften des neuartigen Werkzeugsystems zum tiefen Innendrehen

20:7

Tief ins Teil fast ohne Limit

Ceratizit und das IFW der Uni Hannover haben das Spanbruchverhalten beim High Dynamic Turning untersucht.

Beim High Dynamic Turning von Ceratizit wird die Frässpindel eines Drehfräszentrums als zusätzliche Maschinenachse genutzt. Dadurch kann der Anstellwinkel, auch während des Prozesses, fast beliebig geändert werden. Entsprechend ist eine permanente Anpassung des Anstellwinkels an die zu fertigende Werkstückgeometrie möglich, und es lässt sich jederzeit ein in Bezug auf den Spanbruch und die Produktivität günstiger Spanungsquerschnitt einstellen

Verbesserter Spanbruch mit simulationsoptimierten High-Dynamic-Turning-Prozessen

An der Hochschule Furtwangen wurde untersucht, wie Schwebstoffe im Kühlschmierstoff beim Aluminiumschlichtfräsen die Oberflächenqualität beeinflussen. Versuchsfräser war der ‘Cut&Form‘ von Emuge-Franken, der polierte Oberflächen in einem Arbeitsgang erzeugt.

Das Team an der Versuchsmaschine (von links): Projektleiter Jürgen Struß und Student Mohamed Laadhari, beide vom KSF der Hochschule Furtwangen, Norbert Fleck von IDV Engineering, und Michael Sischka von Emuge-Franken

Kühlschmiermittel

Betriebsausrüstung / Betriebsmittel

Fräswerkzeuge

Kühlschmiermittelmanagement

Reines Fluid, feine Oberfläche

 Prozessstellgrößenmodulation heißt ein vielversprechendes Mittel, die Dreh-Performance zu steigern. Ein zusätzlicher Aufwand in puncto Werkzeug- und Maschinenentwicklung entfällt.

Die intelligente Modulation der Prozessstellgrößen ist ein praktikabler Weg, die Produktivität des Drehens zu steigern, und das, ohne die Werkzeugstandzeiten zu verringern

Mehr Leistung beim Drehen

Die Otto-Kienzle-Gedenkmünze der WGP geht diesmal an Dr. Michael Riesener.

Kamen zusammen zur Verleihung der Otto-Kienzle-Gedenkmünze (von links nach rechts): Prof. Mathias Liewald (Institut für Umformtechnik IFU, Universität Stuttgart), Dr. Michael Riesener (Werkzeugmaschinenlabor WZL, RWTH Aachen), Prof. Jens P. Wulfsberg, Präsident der WGP (Laboratorium Fertigungstechnik LaFT, Universität Hamburg) und Prof. Günther Schuh (WZL Aachen)

Den Paradigmenwechsel in der Produktion schnell umsetzen

Eine neue Technologie des Fraunhofer-Clusters CCIT auf Basis der künstlichen Intelligenz soll das Hartfeinbearbeiten von Zahnrädern effizienter machen.

Die Qualitätsanforderungen beim Zahnrad-Wälzschleifen sind hoch und steigen weiter im Zuge des Umstiegs auf die Elektromobilität. Die nötigen minimalen Fertigungstoleranzen sind nur erreichbar, wenn der Schliff sehr präzise und kontrolliert erfolgt. In diesem Zusammenhang ist die permanente Kenntnis über den Verschleißzustand der Schleifscheibe nicht nur hilfreich, sondern zukünftig wohl auch unerlässlich

Zahnräder effizient schleifen mit Akustiksensor und künstlicher Intelligenz

Eine neue, KI-basierende Technologie des Fraunhofer-Clusters CCIT macht das Hartfeinbearbeiten von Zahnrädern effizienter.

Sensorisch ermittelte Schallwellenamplituden geben bei diesem System in Echtzeit Auskunft über die Qualität der Wälzschleifschleifscheibe. Danach werden die Prozessparameter geregelt 

Schleifwerkzeuge

Machine Learning / Künstliche Intelligenz für die spanende Fertigung

Industrie 4.0

Industrie 4.0 für die spanende Fertigung

 Zahn um Zahn hoch intelligent

Die Ceratizit-Gruppe hat sich ehrgeizige Ziele gesetzt. Bis 2023 möchte sie umsatztechnisch zu den Top-3-Präzisionswerkzeugherstellern weltweit gehören.

1 Formen einen Top-3-Werkzeughersteller: die beiden Geschäftsführer von Ceratizit Deutschland, Business-Unit Cutting Tools Gerhard Bailom (links) und Claude Sun (zweiter von links) sowie Ceratizit-Vorstand Thierry Wolter (rechts)

Präzisionswerkzeuge – Komplettanbieter – geschlossene Wertschöpfungskette

Schneidstoffe für Präzisionswerkzeuge

Mikro-Präzisionswerkzeuge

Beschichtungen für Präzisionswerkzeuge (CVD, PVD)

Toolmanagement

Bohrwerkzeuge

Reibwerkzeuge

Die Gruppe will aufs Podest

Ergänzend zu hoch positiven Wendeschneidplatten nutzt der Lohnfertiger Weisheit seit jüngstem auch AWL-Linearschlitten und das AFC-Schnellwechselsystem von Arno Werkzeuge.

1 Zu dieser Langdrehmaschine bei Weisheit gehört seit Herbst 2018 ein AWL-Linearschlitten von Arno. Seine Besonderheit: die integrierte Kühlmittelzufuhr. Das Werkzeugaufnahmesystem hat zwei unabhängige Kühlkanäle, die sich gezielt öffnen oder schließen lassen 

Langdrehen – Werkzeugsysteme – Nebenzeitreduktion

Werkzeugwechsler, spanend

Maschinenelemente

Werkzeugmaschinenkomponenten

Drehautomaten

Werkzeugmaschinen für die spanende Fertigung

Drehmaschinen

Präzise spanen, fix wechseln

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

1 Im Vergleich zu konventionellen Bohrwerkzeugen mit zwei Schneiden ermöglicht Logiq 3 Cham um bis zu 100 Prozent höhere Vorschubwerte 

Fräswerkzeuge – Bohrwerkzeuge – Schruppbearbeitung

Wendeschneidplatten

Präzisionswerkzeuge für Metallbearbeitung

Maschinenbau

Stechwerkzeuge

Werkzeugspanntechnik

Spanntechnik

Premieren und Updates für mehr Effizienz

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

1 Let the show begin: Anhand vergleichender Zerspanungsvorführungen im Hauptwerk von Kyocera im japanischen Kagoshima Sendai  wurde die Leistungsfähigkeit der EMO- Exponate demonstriert

Finishing – Innenformelemente – Standzeitverlängerung

Japanische Offensive

Horn stellt vor: einen Diamant-Kugelfräser, der das Polieren erspart, profilierte Bohr-Schneidplatten sowie einen verbesserten Halter für das Werkzeug Supermini Typ 105.

2 Auf Basis des Werkzeugsystems ›117‹ gibt es nun profilierte Schneidplatten nach Kundenwunsch für Dreh- und Fräszentren

MKD-Fräser – Formbohrwerkzeuge – Werkzeughalter

Troika für mehr Produktivität

Nano-kristallines Bor-Nitrid (NCB) heißt ein CBN-Schneidstoff von Sumitomo, der keinen Binder benötigt. Mit ihm sind hochharte Werkstoffe deutlich effizienter als üblich spanbar.

1 In mehreren anspruchsvollen Branchen bewährt es sich bereits, das binderlose CBN. Seine dicht ›gepackten‹ Nanokörner bewirken eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit der  Wendeschneidplatte und reagieren träge auf viele Elemente im Werkstück

Kubisches Bornitrid – Hartbearbeitung – Standzeitverlängerung

Hartmetallwerkzeuge

Diamantwerkzeuge (definierte Schneide)

CBN-Werkzeuge

Innovativ: Binderloses CBN

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

Bild 1: Das Drehen von Werkstoffen mit einer Härte um 60 HRC erfordert hochstabile, reaktionsträge Schneidstoffe wie CBN. Doch auch hier gibt es Leistungsunterschiede

Wendeschneidplatten – Hartbearbeitung – Leistungsplus

Schnittig und standfest

Spanbruch optimiert bei ‘High Dynamic Turning‘

Der Werkzeughersteller Ceratizit hat gemeinsam mit dem IFW Hannover die Spanbildung  bei hoch produktiven High-Dynamic-Turning-Prozessen mit FreeTurn-Werkzeugen optimiert.

Ceratizit und das IFW Hannover optimierten den Spanbruch beim hochdynamischen Drehen mithilfe von FreeTurn-Werkzeugen.

Mittels High Dynamic Turning (HDT) mit FreeTurn-Werkzeugen von Ceratizit, bei dem die Rotationsachse einer Frässpindel genutzt wird, lassen sich komplexe Konturen mit einem einzigen Werkzeug erzeugen. Das ergibt allerdings nicht nur eine erhöhte Produktivität, sondern auch ein verändertes Spanbruchverhalten. Um Letzteres zu optimieren, hat Ceratizit in Kooperation mit dem Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) der Leibniz Universität Hannover einen Ansatz zur Prognose des Spanbruchs entwickelt.

 Entstehen beim Drehen wegen unzureichenden Spanbruchs lange Späne und können diese nicht zuverlässig abtransportiert werden, drohen Schäden an Werkzeug, Werkstück und Maschine. Zudem muss der Bediener manuell eingreifen. Entscheidend für den Spanbruch ist neben dem Werkstoff  des Werkstücks und einer Spanleitstufe am Werkzeug besonders die Form des Spanungsquerschnitts. Sie ist beispielsweise vom Anstellwinkel κ, dem Vorschub f und der Schnitttiefe ap abhängig. Die Wahl eines geeigneten Anstellwinkels ist gemeinsam mit den gewählten Prozessstellgrößen mitentscheidend für die Werkzeugstandzeit. Es gilt, dass kleine Anstellwinkel und Vorschübe zwar die spezifische Schneidkantenbelastung reduzieren und so die Standzeit verlängern können, dass allerdings der Spanbruch von großen Anstellwinkeln und Vorschüben begünstigt wird.

Beim üblichen Drehen gibt die Werkzeugform den Anstellwinkel vor, sodass dieser meist nicht während des Prozesses an die Eingriffsbedingungen angepasst werden kann. Beim HDT dagegen lässt sich der Anstellwinkel durch die Drehung der Frässpindel beeinflussen, und es ist möglich, ihn auch während des Prozesses fast beliebig zu ändern. So kann der Prozess an die zu erzeugende Teilegeometrie angepasst und jederzeit ein bezüglich Spanbruch und Produktivität günstiger Spanungsquerschnitt generiert werden.

Um die Spanungsquerschnittsform trotz der komplexen Werkzeugbewegungen und der variablen Prozessstellgrößen bestimmen zu können, haben das IFW und Ceratizit einen numerischen Ansatz entwickelt, der auf der institutseigenen Materialabtragsimulation ‘IFW CutS‘ basiert. Damit lassen sich kritische Bereiche der Bearbeitung frühzeitig ermitteln. Der Erfolg dieser Methode ließ sich belegen, indem man eine Geometrie aus einer zylindrischen und einer kegelförmigen Oberfläche eines Teils aus 42CrMo4 in einem durchgängigen Schnitt mit einem konstanten Anstellwinkel von 60° bearbeitete. Dabei war ein Übergang zwischen den beiden Bereichen, in dem der Anstellwinkel durch Drehung des Werkzeugs angepasst wird, notwendig.

 In der Simulation ließ sich in diesem Bereich eine ungünstige Form  des Spanungsquerschnitts mit einer sehr geringen Spanungsdicke ermitteln, die im Prozess zu langen, ungebrochenen Spänen führt. Indem hier der Vorschub angepasst wird, verbessert sich der Spanbruch deutlich. HDT-Prozesse ermöglichen somit, auch bei komplexen Konturen, durch ein gezieltes Abstimmen von Werkzeuganstellung und Prozessstellgrößen einen durchgängig guten Spanbruch. Simulative Ansätze können zusätzliche Tests vermeiden.

<a href="https://www.werkstatt-betrieb.de/a/fachartikel/verbesserter-spanbruch-mit-simulationsop-3472442" target="_blank">Hier</a> gelangen Sie zum vollständigen Fachartikel.

Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) 

https://www.ifw.uni-hannover.de

Ausgabenartikel

Ursprünglicher (oben) und angepasster Prozess (unten). Um den unten zu sehenden optimalen Spanbruch zu erzielen, wurden Anstellwinkel und Prozessstellgrößen aufeinander abgestimmt (vc = 179, ap = 1 mm, f = 0,3 bis 1,6 mm), indem man die zusätzliche Rotationsachse optimierte

Hauptartikel

Verbesserter Spanbruch beim simulationsoptimierten High Dynamic Turning

ausgabe 02/2023

ausgabe 01/2023

ausgabe 08/2022

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