Kernloch und Gewinde in nur einem Arbeitsschritt herstellen? Lange Zeit war das schwer vorstellbar. Dabei liegen die wirtschaftlichen Vorteile auf der Hand: Nur einer statt zwei Plätze im Werkzeugmagazin ist belegt. Nur ein Werkzeug muss angeschafft, gerüstet und voreingestellt werden. Ein Kombinationswerkzeug erspart bei der Bearbeitung Werkzeugwechsel und verschafft damit einen Zeitvorteil. Und bricht bei der Bearbeitung ein Werkzeug ab, ist das Bauteil nicht verloren: Der Zerspaner kann ganz bequem ein neues Werkzeug verwenden und das Bauteil fertig bearbeiten. Die Anforderungen an die Wirtschaftlichkeit und Prozesssicherheit von Werkzeugen steigen auch im Bereich Gewinden. Für den Werkzeughersteller Gühring war das der Anreiz zur Entwicklung einer neuen Werkzeugtechnologie, die das Unmögliche möglich macht: Im Gegensatz zu den klassischen Bohrgewindefräsern erzeugt der MTMH3-Z durch eine spiralförmige Fräsbewegung in der Steigung das Kernloch und das Gewinde gleichzeitig.
Prozesssicheres Gewindefräsen dank Hohlschliff
Die spezielle, stark hinterschliffene Stirngeometrie mit Hohlschliff ermöglicht ein prozesssicheres Fräsen des Kernlochs. Außerdem erzeugt der MTMH3-Z damit nur eine leichte Wölbung am Gewindegrund und nicht, wie herkömmliche Werkzeuge, einen Einstich. Die Folgen sind eine erhöhte Festigkeit im Gewinde und mehr nutzbare Gewindegänge.
Der MTMH3-Z sorgt für einen reibungslosen Gewindefräsprozess, indem der erste Zahn als Vorschneider dient. Er ist im Durchmesser kleiner und fräst die Gewindekontur vor. Die anschließenden beiden Zähne erzeugen das fertige Gewindeprofil. Entscheidend bei der Bearbeitung mit dem MTMH3-Z ist die Programmierung im Gleichlauf: Die Werkzeugrotation verläuft gegen und die Fräsbewegung im Uhrzeigersinn. Durch diese Strategie werden die Schneidkanten vor Überlastung geschützt und Werkzeugbrüche werden vermieden. Die Gewindetiefe kann der Zerspaner anhand der Fräswiederholungen bequem auf seine persönlichen Anforderungen einstellen. Durch die linksschneidende Werkzeuggeometrie stabilisiert sich der zirkulare Bohrgewindefräser und erzeugt eine sehr gute Gewindeoberfläche.
Wichtige Faktoren: Schneidstoff und Kühlung
„Bei der Entwicklung eines neuen Kombinationswerkzeugs stand die Thematik Universalität absolut im Vordergrund“, berichtet Christian Bienert, Produktmanager für Gewindewerkzeuge bei Gühring. Das Anwendungsgebiet sollte sich vom klassischen Baustahl über hochfeste Stähle, Edelstahl, Titan und Sonderlegierungen bis hin zum gehärteten Stahl mit 66 HRC erstrecken. Dadurch eröffnen sich in vielen unterschiedlichen Branchen ganz neue Möglichkeiten. Angefangen beim Werkzeug- und Formenbau über den Maschinenbau, die Elektroindustrie sowie die Luft- und Raumfahrt bis hin zur Medizintechnik.
Die größte Herausforderung lag dabei laut Christian Bienert darin, die perfekte Kombination aus Hartmetallsorte und Werkzeugbeschichtung zu finden: „Bei der Hartmetallsorte mussten wir den Spagat zwischen hoher Härte und optimaler Zähigkeit hinbekommen. Bei der Beschichtung stand aufgrund der Trockenbearbeitung das Thema Temperaturbeständigkeit im Vordergrund“, erinnert sich Bienert. Die Lösung: Ein spezielles Feinkorn-Hartmetall in Verbindung mit einer TiSiN-Beschichtung.
Auch die Kühlschmiersituation ist beim Gewindefräsen ein wichtiger Faktor. Zwei Schmiernuten am Schaft des MTMH3-Z stellen die optimale Kühlung mit Emulsion oder Luft sicher. Hier spielen die Härte des Werkstoffs und die daraus resultierende Temperatur eine entscheidende Rolle. Bei der Bearbeitung von Werkstoffen bis 54 HRC wird die Verwendung einer Kühlschmieremulsion empfohlen. Ist der Werkstoff härter als 54 HRC, muss aufgrund des thermischen Schocks bei der Verwendung von Kühlschmieremulsion mit Luft gekühlt werden.
Richtig spannen beim Gewindefräsen
Nur wer richtig spannt, kann auch optimal zerspanen. Deshalb ist die Werkzeugaufnahme ein wichtiger Bestandteil des Prozesses. Gerade bei schwierigen Bearbeitungen zahlt sich ein optimales Spannmittel hinsichtlich Gewindequalität, Standmenge und Prozesssicherheit aus. Basierend auf der HB-Schaftform lässt sich der MTMH3-Z in Kombination mit vielen unterschiedlichen Werkzeugaufnahmen verwenden. Christian Bienert empfiehlt die Verwendung eines HPC-Kraftspannfutter-Systems. Die Kombination aus r Spannhülse und Schneckengetriebe ermögliche eine hohe Spannkraft mit höchster Steifigkeit. Die daraus resultierende vibrationsfreie Bearbeitung spiegle sich in der Lebensdauer des Gewindefräsers wieder.
Gühring KG
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