Zerspanungswerkzeuge für rostfreie Stähle

Die Eigenschaften von rostfreiem Stahl, besonders die verglichen mit normalen Stählen höhere Duktilität, sorgen dafür, dass das Material auch mit Spezialwerkzeugen nur schwer zerspanbar ist und diese zudem relativ schnell verschleißen lässt. Um die Prozesssicherheit bei der Bearbeitung zu erhöhen, hat die Wexo Präzisionswerkzeuge GmbH mit der X-Top-Serie für diese Problemmaterialien spezielle Werkzeuge entwickelt.

Beim Schaftfräser beispielsweise wurden Schneidengeometrie und Schnittparameter so optimiert, dass mit Ra-Werten von circa 0,4 µm eine hohe Oberflächengüte erreicht wird und nahezu gratfreie Werkstoffkanten erzeugt werden. Die Geometrie des Gewindebohrers wurde im Anschnitt sowie im Hinterschliff so angepasst, dass sich die auftretenden Drehmomente beim Anschneiden und am Umkehrpunkt reduzieren. Der Span kann auch bei tiefen Grundlochgewinden bis 3xD optimal geführt und im Rücklauf problemlos abgeschert werden. Die Werkzeuge eignen sich beispielsweise auch für Hastelloy oder NE-Werkstoffe.

„Um die im Vergleich zu normalen Stählen höhere Duktilität von Inox auszugleichen, wurde für den X-Top-Schaftfräser eine Schneidengeometrie entwickelt, die die Spanbildung begünstigt“, erklärt Björn Hamel, Produktmanager der Wexo Präzisionswerkzeuge GmbH. Außerdem verfügt der Fräser über ungleiche Drallwinkel: Die gegenüberliegenden Schneiden haben jeweils einen Winkel von 39° beziehungsweise 41°. Dadurch läuft das Werkzeug besonders beim Fräsen von Taschen deutlich ruhiger als ein gleichgedralltes Werkzeug und die Spanabfuhr verbessert sich. Der Fräser hat eine TiAlN-TiSiN-Beschichtung, die eine sehr glatte Schichtoberfläche mit guten Gleiteigenschaften bildet und die Bearbeitung des Werkstücks zusätzlich erleichtert. Außerdem zeichnet sich der Schaftfräser aufgrund seiner hohen Laufruhe durch wenig Verschleiß aus. Das erhöht sowohl die Standzeit des Werkzeugs als auch die Produktivität und die Prozesssicherheit.

„Rostfreier Stahl ist auch deshalb nur schwer zu zerspanen, weil sich bei der Bearbeitung durch die entstehende Wärme die Grundfestigkeit des Materials deutlich erhöht. Vor allem beim Fräsen austenitisch-rostfreier Stähle und rostfreier Duplex-Stähle kommt es daher beispielsweise zu erhöhtem Kerbverschleiß und Schneidenausbrüchen aufgrund von Kammrissen“, so Hamel. Um dies zu vermeiden, wurde die Schneidengeometrie des Fräsers so gestaltet, dass sie diesem Effekt entgegenwirkt. Auch Schnittparameter wie Drehzahl, Vorschub, Zustellung und Schnitttiefe wurden speziell auf Inox angepasst, um eine hohe Oberflächengüte zu erzielen. So erreichte der Fräser beispielsweise bei einer Schlichtbearbeitung am Werkstoff 1.4571 einen Ra-Wert von 0,39 µm.

Spezieller Hinterschliff beim Gewindebohrer

„Beim Gewinden in rostfreien Stählen ist die Gefahr, dass das Werkzeug durch Spanklemmer bricht, besonders dann sehr groß, wenn Grundlöcher geschnitten werden. Im Gegensatz zu einem Durchgangsloch, bei dem die Späne nach vorne abgeführt werden, wird der Span hier entgegen der Schneidrichtung aus der Bohrung geführt“, erläutert der Produktmanager. Der Pulverstahl-Gewindebohrer der X- Top-Serie wurde daher im Anschnitt und im Hinterschliff mit einer Geometrie ausgestattet, die die höhere Zähigkeit von rostfreien Stählen ausgleicht. „So wird das Abscheren des Spans im Rücklauf erleichtert. Auch die auftretenden Drehmomente konnten beim Anschneiden und am Umkehrpunkt deutlich reduziert werden“, so Hamel weiter. Die minimierte Reibung wirkt sich insgesamt positiv auf die Oberflächengüte und die Lehrenhaltigkeit aus und sorgt für eine deutlich höhere Prozesssicherheit. Da der neue Gewindebohrer zudem über einen Drallwinkel von 50° sowie über eine HL-Beschichtung verfügt, kann der Span auch bei besonders tiefen Grundlochgewinden optimal geführt und im Rücklauf problemlos abgeschert werden. Dabei sind Gewindetiefen bis 3xD realisierbar.

Wexo Präzisionswerkzeuge GmbH www.wexo.com

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