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WB Werkstatt + Betrieb 06/2017

Optimierte Spannuten steigern die Leistung von Kleinstbohrern

Miniaturbohrer, Spanflächengestaltung, Massenbohrbilder

Optimierte Spannuten steigern die Leistung von Kleinstbohrern

Immer kleiner und filigraner werden die Bauteile, immer zahlreicher die Bohrungen – nicht nur in Hightech-Branchen. Eine Möglichkeit, die Zerspanleistung zu steigern und die Bohrerstandzeit zu verlängern, ist eine Nachbehandlung der Spanfläche. Versuche bestätigten das.

Auf vielen Sektoren der Produktionstechnik ist eine fortschreitende Entwicklung hin zu kleineren Bauteilen mit zunehmend filigranen Strukturen feststellbar. Dabei wird mit steigendem Verhältnis der Bohrungstiefe zum Bohrungsdurchmesser (L/D-Ver- hältnis) die Technologie hochproduktiver Miniaturbohrprozesse in der Massenproduktion immer mehr zur Herausforderung. Ein Beispiel dafür sind sogenannte Lochscheiben, die in der Lebensmittelindustrie benötigt werden. Bild 2 zeigt ein Segment einer solchen Lochscheibe und die zu ihrer Herstellung benötigten Bohrwerkzeuge. Letztere bedürfen einer stetigen Optimierung.

Die Oberflächengüte der Spanfläche definiert die Prozessgrenzen

Neben der Werkzeuggeometrie rückt die Oberflächenqualität der Spannut von Wendelbohrern in den Fokus der Werkzeugoptimierung. Derzeit werden beispielsweise Hartmetallerzeugnisse mit verminderten Reibkoeffizienten in der Medizintechnik verwendet [1]. Gerade beim Bearbeiten von Buntmetallen und Verbundwerkstoffen sind infolge verbesserter Werkzeugoberflächen Standwegsteigerungen zu erwarten [2 und 3].

Die Oberflächenqualität der Spanflächen beeinflusst den Spänetransport, besonders bei großen Bohrtiefen, und definiert somit die Prozessgrenzen. Im Vergleich zu konventionellen sind bei spannutoptimierten Werkzeugen ein deutlich gleichmäßigerer Momenten- und Kraftverlauf während der Bearbeitung sowie ein verlängerter Standweg messbar [1].

Die Wirtschaftlichkeit der Oberflächen-Nachbearbeitung und die möglichen Oberflächenverbesserungen sind abhängig von dem jeweiligen Verfahren [4]. Ziel der im Folgenden vorgestellten Untersuchung war es, zu prüfen, ob das Bohren mit Kleinstbohrern durch die Finishbearbeitung der Werkzeuge beeinflusst wird.

Gebohrt wurde in martensitischen Edelstahl (1.4112), der aufgrund der hohen Abrasions- und Adhäsionsneigung eine besondere Herausforderung für die Zerspanung darstellt. Verwendet wurden kopfbeschichtete Werkzeuge mit einem Durchmesser von d = 1,4 mm, mit denen Bohrungen mit einem L/D-Verhält- nis von 10 möglich sind.

von Gerhard Petuelli und Jan Philipp Jaeger

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