Aufrüsten mit Wendeschneidplatten

Vereinfacht gesagt kostet Stahl weniger als Hartmetall

Wendeschneidplatten-Schneidwerkzeuge entwickeln sich immer weiter von vorwiegend Schruppanwendungen hin zur Fertigbearbeitung und werden zunehmend auch in Werkzeugen mit kleinerem Durchmesser verfügbar. Die offensichtlichsten Vorteile von Wendeschneidplatten liegen in ihrer Fähigkeit, die Anzahl der effektiven Schneidkanten zu vervielfachen, ohne den großen Aufwand, der normalerweise für Vollhartmetall-Rundwerkzeuge erforderlich ist.

Wendeschneidplatten müssen jedoch unter sorgfältiger Berücksichtigung von Größe, Form, Geometrie und Sorte für die Art des Werkstückmaterials und der Anwendung, Beschichtungen und Spitzenradius ausgewählt werden, um eine gute Spankontrolle zu gewährleisten. So werden Produkte führender Anbieter entwickelt, um den Kundenanforderungen nach optimaler Metallentfernung mit Wendeschneidwerkzeugen gerecht zu werden.

Sandvik Coromant hat eine neue Methode namens CoroTurn Y-Achsen-Drehen zur Bearbeitung komplizierter Formen und Taschen mit einem einzigen Werkzeug eingeführt. Zu den Vorteilen zählen kürzere Zykluszeiten, eine verbesserte Bauteiloberfläche und eine stabilere Bearbeitung. Das Herzstück der neuen Drehmethode sind zwei Wendeschneidwerkzeuge: Die neue CoroTurn Prime-Variante eignet sich für Wellen, Flansche und Bauteile mit Hinterschnitten; während das CoroPlex YT-Doppelwerkzeug mit CoroTurn TR-Profilschneideplatten und CoroTurn 107-Rundwendeplatten mit Schienenschnittstelle für Komponenten mit Taschen und Hohlräumen verwendet werden kann.

Die Entwicklung des Y-Achsen-Drehens folgt dem Erfolg von Sandvik Coromant mit seinem innovativen PrimeTurning, dem nichtlinearen Drehen und Interpolationsdrehen, für das zwei Wendeschneidplatten entwickelt wurden: das CoroTurn Prime A-Typ-Werkzeug mit drei 35°-Ecken, das für leichtes Schruppen, Schlichten usw. konzipiert ist Profilierung; und das CoroTurn Prime B-Typ-Werkzeug mit doppelseitigen negativen Wendeschneidplatten mit vier Schneidkanten zum Schlichten und Schruppen.

„Man könnte sagen, dass diese Fortschritte zusammen mit den erweiterten Funktionen moderner Maschinen und CAM-Software den Weg für die neue Y-Achsen-Drehmethode geebnet haben“, sagte Staffan Lundström, Produktmanager Drehen bei Sandvik Coromant. „Und mit den nun vorhandenen Werkzeugen und Methoden freuen wir uns darauf, die Möglichkeiten zu erkunden, die diese Methode unseren Kunden bieten kann.“

CoroTurn YT ​​Y-Achsen-Drehen ist eine Methode zum gleichzeitigen Drei-Achsen-Drehen mit Interpolation der Frässpindelachse. Die neuen Werkzeuge können auch im „statischen Modus“ mit arretierter Spindel für flexibles Zwei-Achsen-Drehen mit schneller Wendeplattenschaltung eingesetzt werden. Das Verfahren ist für alle Materialien geeignet und erfordert eine Multitasking-Maschine mit Optionen zur Interpolation der Frässpindelachse beim Drehen. Alle Operationen werden mit einem Werkzeug durchgeführt, einschließlich Schruppen, Schlichten, Längsdrehen, Plandrehen und Profilieren.

Beim Y-Achsen-Drehen wird, wie der Name schon sagt, die Y-Achse genutzt. Bei der Bearbeitung kommen alle drei Achsen gleichzeitig zum Einsatz. Das Werkzeug dreht sich um seinen eigenen Mittelpunkt. Die Wendeschneidplatte wird in der YZ-Ebene platziert und die Frässpindelachse interpoliert beim Drehen. Dadurch können komplizierte Formen mit einem einzigen Werkzeug bearbeitet werden.

Zu den Vorteilen des Y-Achsen-Drehens gehört die Möglichkeit, mehrere Merkmale mit einem einzigen Werkzeug ohne Werkzeugwechsel zu bearbeiten, die Zykluszeit zu verkürzen und das Risiko von Überschneidungspunkten oder Unregelmäßigkeiten zwischen benachbarten bearbeiteten Oberflächen zu minimieren, so Sandvik Coromant. Wiper-Einsätze können senkrecht zur Oberfläche gehalten werden, um auch auf konischen Oberflächen einen Wiper-Effekt zu erzeugen. Die Hauptschnittkräfte werden in die Maschinenspindel geleitet, was die Stabilität verbessert und das Risiko von Vibrationen verringert. Ein konstanter Eintrittswinkel verbessert die Spankontrolle erheblich und erleichtert die Vermeidung von Spanstaus.

Die Werkzeugwegprogrammierung für PrimeTurning wird von CAM-Partnern unterstützt, um optimierte NC-Codes zur Beschleunigung des Drehens zu generieren. PrimeTurning wird für die Massenproduktion oder für Komponenten empfohlen, die häufige Einstellungen und Werkzeugwechsel auf Maschinen erfordern, einschließlich Drehzentren, Vertikaldrehmaschinen und Multitasking-Maschinen. Für das Außendrehen eignet es sich am besten für kurze und kompakte Bauteile und schlanke Bauteile mittels Reitstock. Für das Innendrehen eignet es sich am besten für Durchmesser über 40 mm und Überhänge bis 8-10 XD. Durch die Kombination von Y-Achsen-Drehen mit nichtlinearem Drehen oder PrimeTurning wird die Produktivität nach Angaben des Lieferanten weiter gesteigert.

Für die Hochleistungspräzisionsbearbeitung bietet Ingersoll Cutting Tools, Rockford, Illinois, kundenspezifische Wendeschneidwerkzeuglösungen für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, im Schienenverkehr, in der Öl- und Gasindustrie sowie im Automobilantriebsstrang. Dazu gehören Produkte, die für den Einsatz mit den neuesten CNC-Werkzeugmaschinen sowie älteren Geräten entwickelt wurden.

Zu den Vorteilen der Verwendung von Wendeschneidwerkzeugen (im Vergleich zu Vollwerkzeugen) gehören laut Anbieter:

Wirtschaftlichkeit der Kosten pro Schneide – Wendeschneidplatten verfügen über mehrere Indizes und verbrauchen weniger Hartmetall.

Sorten- und Geometrieflexibilität – Wendeschneidplatten werden mit mehreren Eckengrößen, Geometrien und Sorten angeboten, die in dieselbe Tasche passen.

Höhere Produktivität – Wendeschneidplatten bieten eine verstärkte Kantengeometrie für Haltbarkeit und höhere Spanlastfähigkeit.

Wendeschneidplatten werden traditionell für die meisten Schruppanwendungen verwendet. Verbesserungen in der Fertigungsgenauigkeit und -methodik öffnen jedoch auch zunehmend Türen für den Einsatz in Endbearbeitungsanwendungen, sagte Ingersoll.

Wendeschneidplatten eignen sich auch für Wendeschneidplatten mit kubischem Bornitrid (CBN) und polykristallinem Diamant (PKD), bei denen auf integriert gelötete Werkzeuge verzichtet werden kann.

Zu den Trends bei der Entwicklung von Wendeschneidplatten von Ingersoll gehören kleinere Wendeschneidwerkzeuge – so klein wie 0,250 Zoll (6,4 mm) für einen einfach wirksamen Wendeschneidplattenfräser und 0,375 Zoll (9,5 mm) für drei wirksame Einheiten. Zu den Fortschritten gehören verstärkte Kanten für aggressive Schruppanwendungen, Beschichtungen mit besserer Haftung und Hi-Feed-Geometrien in vielen Fräs- und Drehproduktlinien. Die neue Sorte IN2055 wird die aktuelle Sorte IN2005 für alle Tieflochbohrfamilien ersetzen. IN2055 soll eine viermal längere Werkzeugstandzeit bei der Bearbeitung von Stahl, Edelstahl und Hochtemperaturlegierungen ermöglichen.

Laut Ingersoll sorgen neue Wendeschneidwerkzeuggeometrien wie Hi-Feed- und Tonnenfräser für höhere Produktivität und Qualität, da Maschinen immer besser in der Lage sind, mit höheren Drehzahlen und Tischvorschüben zu laufen. Die SFeedUp-Produkte von Ingersoll kombinieren Verbesserungen, die auf hohe Geschwindigkeiten mit hohen Vorschüben ausgerichtet sind. „Viele neue Maschinen haben höhere Drehzahlen und ein geringeres Drehmoment, daher gehen wir davon aus, dass sich der Trend zur Hochvorschubbearbeitung mit geringeren Ap (Schnitttiefen) oder Ae (Zustellung) fortsetzt“, sagte Mike Dieken, Produktmanager für Fräsen.

Fortschritte in der Wendeschneidplattenkonstruktion haben zu einer Verbesserung des Produktivitätsdurchsatzes und der Teilequalität geführt. Einige Hi-Feed-Wendeschneidplattengeometrien können mit Standard-Wendeschneidplattengeometrien in derselben Tasche ausgetauscht werden. Kleinere Anstellwinkel begünstigen aggressive Vorschübe nach dem Spanverdünnungsprinzip, so Dieken.

DeepTrio Wendeschneidplatten-Einlippenbohrer für Bearbeitungszentren, Drehmaschinen und Einlippenbohrmaschinen ersetzen Einlippenbohrer mit gelöteter Hartmetallspitze. „DeepTrio-Wendeplatten-Einlippenbohrer bieten eine bis zu sechsfache Leistung und reduzieren Ausfallzeiten für Werkzeugwechsel“, sagte John Lundholm, Produktmanager für DeepTrio und Bohrer bei Ingersoll. „Wenn ein gelöteter Einlippenbohrer ausgetauscht werden muss, steht die Maschine für längere Zeit still. DeepTrio-Wendeschneidplatten verfügen über drei Schneidkanten, sodass das Indexieren der Wendeschneidplatte in Sekunden statt in einer Stunde erfolgt. Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, dass der Wendeplattenbohrer DeepTrio die gleichen Führungsbuchsen und Stützbuchsen wie ein gelöteter Einlippenbohrer verwendet, sodass keine Änderungen an Maschinenkomponenten erforderlich sind“, bemerkte er.

Erfolgreiche Bearbeitung mit Wendeschneidplatten beginnt mit einer starren Werkzeughalteverbindung, egal ob sie auf neuen oder älteren Werkzeugmaschinen zum Drehen, Fräsen, Bohren oder Reiben verwendet wird. Fortgeschrittene Maschinen könnten laut Kennametal Inc., Latrobe, Pennsylvania, jedoch einen Vorteil haben. Neue moderne Bearbeitungszentren nutzen Systemwerkzeuge wie das KM-Modulsystem, das einen einfachen Werkzeugwechsel ermöglicht und eine Voreinstellung vor der Maschine mit viel weniger Aufwand ermöglicht Maschinenstillstand.

Im Allgemeinen sind neue Maschinen agiler und schneller. Systemwerkzeuge, die als Bindeglied zwischen Schneide und Maschine fungieren, sind ein Schlüsselfaktor für hohe Leistung und Ergebnisse. Laut Kennametal bietet beispielsweise die Entwicklung der KM-Kupplung für Vertikaldrehmaschinen, Drehmaschinen und Multitasking-Maschinen einen sicheren Zugang zur Ausführung nahezu aller Vorgänge ohne Kompromisse bei der Leistung.

Die modularen KM-Werkzeuge bieten ein hohes Maß an Flexibilität und ermöglichen es Kunden, die Maschine nach ihren Bedürfnissen zu konfigurieren. Höhere Geschwindigkeiten, Steifigkeit und Agilität sind attraktive Funktionen für Lohnfertiger, die verschiedene Arten von Arbeiten übernehmen und es ihnen ermöglichen, die Rendite ihrer Kapitalinvestitionen zu maximieren. Eine weitere Ergänzung zum KM-System ist die Kupplung KM4X100 oder KM4X63. Diese Verbindung wurde für schwere Anwendungen mit Wendeplatten- und Vollwerkzeugen entwickelt. Überall dort, wo Biegemomente oder große Reichweiten erhöht werden müssen, wäre KM4X100/63 die optimale Verbindung, sagte Kennametal.

Fortschritte in der Wendeschneidplattenkonstruktion haben zu verbesserten Bearbeitungsergebnissen sowohl auf älteren als auch auf modernen Maschinen geführt. Neue Geometrien, Qualitäten sowie physikalische und chemische Dampfbeschichtungen (PVD und CVD) wurden eingeführt, wenn eine verbesserte Spanbildung, eine höhere Kantenzähigkeit sowie eine höhere thermische und Abriebverschleißbeständigkeit erforderlich sind, um einer anspruchsvollen Materialanwendung gerecht zu werden. Dazu gehören die Mitralklappengeometrie (MV) für die Stahlbearbeitung, die PVD-Sorte KCS10B mit hohem PIMS für das Hochtemperaturdrehen von Legierungen und die Sorte KCK20B für Fräsanwendungen sowie die CVD-beschichtete Sorte KENGold KCP25C für die Stahlbearbeitung. All dies verringert das Risiko von Maschinenausfällen, erhöht die Produktionsleistung und reduziert Maschinenstillstandszeiten, was laut Kennametal zu einer allgemeinen Produktivitätssteigerung führt.

Im Einklang mit den Fortschritten bei Digitalisierung und Industrie 4.0 wurde auch viel an der Maschinensteuerung gearbeitet, da sich die Technologie dahingehend weiterentwickelt hat, RFID, intelligente Werkzeuge und Roboter einzusetzen, um die Werkzeuge zu verbessern und die Produktivität der Maschinen zu steigern, sagte das Unternehmen .

Laut Matt Hasto, Anwendungsingenieur bei Big Daishowa Inc., Hoffman Estates, Illinois, können Wendeschneidwerkzeuge je nach Anwendung erhebliche Vorteile gegenüber Standard-Rundwerkzeugen aus Vollhartmetall bieten. Er nannte Anwendungen zum Anfasen, Planfräsen, Stirnfräsen und Planfräsen für die neuesten ACT 200- und ACT 300-Sorten des Unternehmens sowie für die neue PVD-Beschichtung.

„Die PVD-Beschichtung unterscheidet sich von Standardbeschichtungen“, sagte Hasto. „Es handelt sich um eine mehrschichtige nanoskalige Titan-Aluminium-Nitrid-Beschichtung, die in das Hartmetall imprägniert ist, um eine bessere Verschleißfestigkeit, eine längere Werkzeuglebensdauer und eine höhere Produktivität zu erzielen.“

Die Anfaswerkzeuge von Big Daishowa werden in verschiedenen Ausführungen angeboten, um die Leistung für eine bestimmte Anwendung zu optimieren. Kleine Fräser mit mehreren Wendeplatten ermöglichen das Anfasen von Profilen mit optimalen Vorschüben. Andere Fräser verfügen über große Anfaseinsätze, die das Anfasen des Innendurchmessers über einen weiten Bereich von Bohrungsdurchmessern ermöglichen.

Nach Angaben des Unternehmens zeichnen sich indexierbare Zentrierwerkzeuge durch eine solide Werkzeugleistung mit der Wirtschaftlichkeit von indexierbaren Werkzeugen aus, bei denen nur die Schneidspitze ausgetauscht wird. Der C-Centering Cutter kann beispielsweise Planfräsen, Hinterfasen und Anfasen durchführen und ist damit ein multifunktionales Werkzeug.

Die neueste Weiterentwicklung des Ultra-High-Feed-Anfasfräsers von Big Daishowa verfügt jetzt über vier C-Cutter Mini-Wendeschneidplatten statt zwei und einen viel kleineren Durchmesser, der eine höhere Spindelgeschwindigkeit ermöglicht. Eine erhöhte Anzahl von Kanten führt zu einer deutlich schnelleren Vorschubgeschwindigkeit, was laut Hasto zu kürzeren Schnittzeiten und Kosteneinsparungen führt.

„Die Anwendungen für den C-Cutter Mini sind ziemlich universell, hauptsächlich Anfasen und Planfräsen mit äußerster Effizienz und Genauigkeit“, sagte Hasto. „Das Anfasen der Rückseite mit der Einzelschneidplattenausführung ist einfach, indem man durch ein Gewindeloch greift und die Bohrung anfast oder das Loch von der Rückseite des Werkstücks ansenkt.“

Der C-Cutter Mini verfügt über eine scharfe Kante für sanfteres Fräsen aufgrund des geringeren Widerstands am Einsatz. Die Beschichtung sorgt für Verschleißfestigkeit und erhöht die Anzahl der Zyklen, die durchgeführt werden können, bevor die Wendeschneidplatte nach Angaben des Lieferanten auf eine neue Kante umgestellt werden muss.

Big Daishowa verfügt außerdem über einen einzigen Wendeschneidplattentyp, der versetzt und durch ein Loch abgesenkt und neu zentriert werden kann, um Merkmale zu erzeugen, ein zentriertes Werkzeug für kleine vordere Anfasungen und ein Universalwerkzeug, das je nach Anwendung Winkel von 5° auf 85° ändern kann.

Ganz gleich, ob Sie Schaftfräsen, Pilotbohren, Spiralfräsen oder Eckfräsen durchführen, Big Daishowa bietet hochpräzise Schaftfräser, die ein reibungsloses und leises Fräsen ermöglichen. Wendeschneidplattenfräser bieten scharfe Schneidkanten sowohl in hoher radialer als auch in axialer Richtung, die für ein reibungsloses und leises Schaftfräsen sorgen. Das BIG-PLUS-Doppelkontaktdesign ermöglicht eine höhere Präzision und Steifigkeit bei Präzisionsanwendungen. Alle Modelle sind auch in modularer Ausführung mit zusätzlichen Einsätzen einschließlich CKB-Anschlüssen für große Reichweiten oder schwere Anwendungen erhältlich.

„Die Standard-R-Cutter-Fräser verwenden Wendeschneidplatten, die für eine scharfe Schneidkante sorgen, um Grate an den Teilekanten zu beseitigen und so für eine hervorragende Oberflächengüte des Werkstücks zu sorgen“, sagte Hasto. „Dieses Werkzeug erzeugt radiale Fasen am Werkstück für Vorder- und Rückseite. Die Speed-Finisher-Fräser sind für großvolumige Anwendungen konzipiert und ermöglichen vier Schneidkanten am Einsatz. Dies bedeutet eine ultrafeine Bearbeitung mit einer Wendeschneidplatte, die viermal indexiert werden kann, bevor ein Austausch erforderlich ist, was im Vergleich zu einem nicht indexierbaren Werkzeug viel Zeit und Geld spart.

„Unser BF (Back Spot Facer) wird im Allgemeinen für Werkstücke verwendet, die zur Erzeugung einer Senkbohrung rückwärts gebohrt werden müssen, ohne dass sich der Bediener die Zeit nimmt, ein Werkstück oder eine Vorrichtung umzudrehen. Der BF-Fräser ist in der Lage, einen Versatz auszuführen, um durch das Loch zu greifen, ihn neu zu zentrieren und eine Senkbohrung zu erzeugen, bevor er erneut versetzt wird, um aus der Bohrung herauszukommen. Der BF-Cutter wurde ausschließlich für die hintere Planbearbeitung von verschlossenen Schraubenlöchern der Größen M6–M30 oder 1/4–1 1/8 Zoll (6,35–28,6 mm) entwickelt und ist ideal für alle Stähle (einschließlich Edelstahl). , Gusseisen und Aluminium. Die neuesten Wendeschneidplattentypen ermöglichen eine detaillierte Auswahl basierend auf Material und Bedingungen für die besten Oberflächengüten und Laufzeiten“, sagte Hasto.

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