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Ausgewählte Ausgabe: 03-2017 Ansicht: Modernes Layout
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Effekte der Schleifparameter auf die Oberflächengüte von WSP

Schleifscheiben wurden in den letzten Jahrzehnten im Hinblick auf große Abtragsraten bei hoher Oberflächengüte und Maßhaltigkeit ständig weiterentwickelt. Das Schleifen gilt als gut geeignete Alternative, um unterschiedliche Werkstoffe qualitativ hochwertig zu zerspanen. So ist das Verfahren in der Herstellung von Wendeschneidplatten nicht mehr wegzudenken. Gleichzeitig erfährt die Bearbeitung von Materialien großer Härte in den letzten Jahren und Jahrzehnten eine Revolution. Dem Hartdrehen und -fräsen wird immer mehr Bedeutung zur Bearbeitung von zum Beispiel gehärteten Stählen oder Hartmetall beigemessen. Dieser wirtschaftlichen Tendenz muss Rechnung getragen werden.


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Das Schleifen von Wendeschneidplatten (WSP), die mit CBN bestückt sind, erlaubt die Herstellung feinster Freiflächen und somit beim Einsatz die Verbesserung der Werkzeugstandzeit.

Mit kubischem Bornitrid (als „Superhartschneidstoff“) bestückte Wendeschneidplatten (WSP) sind zentraler Bestandteil der heutigen Zerspantechnik zum Hartdrehen und -fräsen. Die Herstellung solcher Werkzeuge birgt diverse Schwierigkeiten. Der Aufsatz beschäftigt sich mit dem Erreichen besonderer Oberflächengüten der Freiflächen von WSP. Beim Drehen ist der Freiflächenverschleiß eines der standmengenbestimmenden Kriterien. So wirkt sich die Qualität der Oberfläche der Werkstücke direkt auf deren Qualitäten während der Bearbeitung aus.

Eigenschaften von WSP

Die Anwendungsgebiete von WSP sind Drehen, Fräsen und Bohren. Sie werden auf Grundkörper geschraubt oder gespannt. Dabei wird großen Wert auf die Aufnahme des Halters gelegt, um die Platten beim Wechsel von einer zur anderen oder aber beim Wenden prozesssicher wieder in genau derselben Position zu fixieren. Den Namen erhält das Werkzeug, weil es symmetrisch zur Längs- und eventuell Querachse ist, üblicherweise zwei beziehungsweise vier Schneidkanten hat und damit nach Abnutzung einer Schneide gewendet werden kann. So kann das Werkzeug mehrfach gebraucht werden.
WSP gibt es dabei in vielen verschiedenen Formen, speziell auf jeweilige Zerspanungsprozesse angepasst. Die Qualitätsanforderungen an das Produkt bestimmen, genauso wie die Geometrie und die Maße des zu fertigenden Werkstücks, den Einsatz der WSP und deren Form. Die Geometrie variiert hierbei in vielerlei Hinsicht erheblich. Sie wird durch den Eckenradius, den Spitzenwinkel, eine mögliche Fase an der Schneidkante sowie durch die Form des Spitzenwinkels bestimmt.
Ein anderer formgebender Aspekt, der eine weitere Aufgabe erfüllt, ist die Geometrie des Spanbrechers auf der Spanfläche. In Abhängigkeit der Ansprüche durch die Geometrie kann der genaue Einsatz des Werkzeugs im Hinblick auf Spanwinkel und Freiwinkel weiter variiert werden. Nicht zuletzt ist der Werkstoff der Schneide eine weitere Option, qualitativ hochwertig und wirtschaftlich zu produzieren. Üblich ist der Einsatz von WSP aus Hartmetall (HM) zum Zerspanen von Stahl oder mit einem Hartschneidstoff bestückte HM-WSP zur Bearbeitung von zum Beispiel gehärteten Stählen oder HM. Temperatureintrag – sowohl in das Werkstück als auch in das Werkzeug – der Verschleiß der Schneide und die Spanbildung sind nur einige zu berücksichtigende Aspekte für den Einsatz von geeigneten WSP [1].

Bearbeitung durch Schleifen

Kubisches Bornitrid (CBN) ist nach dem Diamant der zweithärteste Werkstoff, der aktuell bekannt ist. Neben seiner großen Härte und dem hohen Elastizitätsmodul bei geringem spezifischem Gewicht hat das kubische Bornitrid weitere Vorteile, die es im industriellen Einsatz heutzutage unersetzlich machen. Eine hohe Oxidations- und Temperaturbeständigkeit beziehungsweise Warmhärte (1200 °C bis 1400 °C) macht den Einsatz bei der Zerspanung von gehärteten Eisen- und Hochtemperaturlegierungen möglich. Des Weiteren ist es, im Gegensatz zu Diamant, gegenüber Eisenwerkstoffen chemisch träge, was eine deutlich verbesserte Verschleißfestigung bei der spanenden Bearbeitung von metallischen Werkstücken zur Folge hat. So findet das Bornitrid bei der Hart-, Hochgeschwindigkeits- und Trockenbearbeitung seine Anwendung [2–5].

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Autoren

M. Sc. Robin Hils

Jahrgang  1990,  studierte  an  der Hochschule Furtwangen den Studiengang „Medical Engineering“ im Bachelor und den Studiengang  „Advanced Precision  Engineering“  im  Master.  Die  Masterabschlussarbeit  wurde  im  Unternehmen  Kristen  & Görmann  oHG  in  Renchen angefertigt. Inzwischen ist der Autor bei der Firma Hipp Drehteile in Dornhan tätig.

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