So verbessern Sie die Oberflächengüte beim Drehen

 

Während der Endbearbeitungsphase von Drehoperationen möchte ein Bediener auf keinen Fall ein Teil aufgrund schlechter Oberflächengüte aussortieren. Hersteller müssen verschiedene Faktoren berücksichtigen, um die Oberflächengüte zu verbessern und die Kundenanforderungen zu erfüllen. Während die Verwendung der richtigen Wendeschneidplatten und Schnittparameter von entscheidender Bedeutung ist, ist ein ganzheitlicher Ansatz zur Erzielung einer besseren Oberflächenqualität ebenso wichtig.

 

▲ Drehbearbeitungen

 

I Ganzheitlicher Ansatz

 

Es ist wichtig, alle Schritte vom Schruppen bis zum Schlichten zu berücksichtigen, da sie miteinander verbunden, verknüpft und voneinander abhängig sind. Sie müssen beispielsweise die verbleibende Zugabe für das Schlichten und Vorschlichten berücksichtigen, bevor Sie mit dem Schruppen beginnen.

 

Um eine hochwertige Oberflächenbeschaffenheit zu gewährleisten, muss der Bediener während der Schrupp- und Vorschlichtphase eine angemessene Menge Material entfernen, damit der Schlichtprozess reibungslos und mit möglichst wenigen Fehlern ablaufen kann. Probleme während dieser Phasen können zu einer schlechten Oberflächenqualität führen.

 

Beim Schruppen wird der Großteil des Materials entfernt, wodurch die Belastung des Schlichtwerkzeugs verringert wird. Durch die richtige Abstimmung der Schruppzugabe wird außerdem eine vorzeitige Beschädigung des Schlichtwerkzeugs vermieden. Viele Hersteller bevorzugen beim Schruppen aggressivere Vorschubparameter, was zu großen Graten an den Teilewänden führen kann, die sich nur schwer brechen lassen.

 

▲ Entfernen Sie eine angemessene Menge Material

 

Wenn diese Grate während der Endbearbeitung gefunden werden, können sie sehr hart sein (was zu Aufbauschneiden führt), was zu einer deutlich verkürzten Lebensdauer der Wendeschneidplatte führt. Das Schruppwerkzeug sollte so programmiert werden, dass es Kerbgrate entfernt und eine gut bearbeitete Oberfläche für die Endbearbeitungsphase bietet.

 

▲ Aufbauschneide

 

Wenn Sie eine normal laufende Maschine oder einen Drehvorgang an Weichstahl beobachten, muss der Bediener in den frühen Phasen eine ausreichend gute Oberflächenbeschaffenheit erreichen, um die erforderliche Oberflächenqualität zu erzielen. Wenn Sie mit der Analyse gehärteter Stahlkomponenten beginnen, wird die Oberflächenbeschaffenheit beim Vorwalzen vor der Wärmebehandlung die endgültige Oberflächenqualität nach der Wärmebehandlung stark beeinflussen.

 

 

II Auswahl des geeigneten Vorschubs und der geeigneten Drehzahl

 

Beim Schlichten verwenden Sie einen höheren Oberflächenvorschub, was zu einer höheren Geschwindigkeit und einer niedrigeren Vorschubgeschwindigkeit führt. Darüber hinaus ist die Schnitttiefe im Allgemeinen geringer. Es ist jedoch ebenso wichtig sicherzustellen, dass die Vorschubgeschwindigkeit mit der gewünschten Oberflächenbeschaffenheit übereinstimmt. Wenn die Vorschubgeschwindigkeit zu niedrig ist, kann dies zu übermäßiger Reibung und vorzeitigem Verschleiß des Einsatzes führen, was eine schlechte Oberflächenqualität zur Folge hat.

 

Eine schnellere Schnittgeschwindigkeit hilft, die Temperatur leicht zu erhöhen, was die Oberflächengüte verbessern kann. Außerdem wird dadurch verhindert, dass Material an der Oberseite oder Oberfläche des Werkzeugs haftet. Im Vergleich zu Schruppanwendungen sollte der Bediener die Geschwindigkeit leicht erhöhen, aber nicht zu stark, da dies den gegenteiligen Effekt haben könnte. Wenn sich an der Seite des Einsatzes eine Aufbauschneide bildet, sollte die Vorschubgeschwindigkeit erhöht werden.

 

Viele Marken neigen dazu, die Geschwindigkeit im Vergleich zu Schruppanwendungen zu verringern, was bei Schlichtvorgängen ein häufiger Fehler ist. Eine Erhöhung der Geschwindigkeit ist für die Erzielung einer hochwertigen Oberflächenbeschaffenheit unerlässlich.

 

▲ Ein Werkzeughalterschlitz mit übermäßiger Maßtoleranz kann die Kontaktfläche zwischen dem Einsatz (z. B. einem WNMG-Einsatz) und dem Schlitz verringern, was zu Bewegungen im Schlitz führt. Dies kann Mikrovibrationen verursachen, die sich negativ auf die Oberflächengüte auswirken.

 

Die Bestimmung der richtigen Schnitttiefe trägt zur Stabilisierung des Drehvorgangs bei. Eine zu geringe Schnitttiefe kann dazu führen, dass der Radius der Werkzeugspitze die gesamte Kraft radial auf das Teil ausübt, was zu Vibrationen führen und die Oberflächengüte negativ beeinflussen kann.

 

Es ist auch wichtig, eine zu große Schnitttiefe zu vermeiden, da der Großteil des Materials während der Schrupp- und Zwischenbearbeitungsphasen entfernt werden muss. Normalerweise ist eine geringe Schnitttiefe und ein niedriger Vorschub wünschenswert.

 

 

III Die Auswahl der passenden Markentools

 

▲ Markeneinsätze

 

Durch die Verwendung von Markeneinsätzen kann eine bessere Schneidleistung erzielt werden. Darüber hinaus kann die Erörterung neuer Anwendungen mit Herstellern von Einsätzen dabei helfen, herauszufinden, welche Einsätze bei Drehvorgängen hochwertige Oberflächengüten erzeugen, und so die Auswahl des geeigneten Einsatzes ermöglichen. Die Bearbeitungsbedingungen und das Material des Teils bestimmen, welcher Einsatztyp geeignet ist, aber einige allgemeine Merkmale können während der Endbearbeitungsphase empfohlen werden.

 

Sofern die Teilegeometrie dies zulässt, werden beim Schlichten im Allgemeinen größere Radien bevorzugt. Ein größerer Radius hilft, das Material effektiver zu glätten, fast wie ein Wischer. Mit einem größeren Wendeplattenradius können Sie die Vorschubgeschwindigkeit leicht erhöhen und trotzdem eine hohe Oberflächenqualität beibehalten. Bei dünnwandigen Anwendungen reduziert ein kleinerer Wendeplattenradius jedoch die radialen Schnittkräfte, was Ablenkungen und Vibrationen verhindern und so negative Auswirkungen auf die Oberflächengüte vermeiden kann.

 

Die Form der Wendeschneidplatte hat einen erheblichen Einfluss auf die anfängliche Spanbildung und die Oberflächengüte.

 

 

IV Die Rolle von Wiper-Wendeschneidplatten bei der spanenden Bearbeitung

 

Durch die Verwendung von Markeneinsätzen kann eine bessere Schneidleistung erzielt werden. Darüber hinaus kann die Erörterung neuer Anwendungen mit Herstellern von Einsätzen dabei helfen, herauszufinden, welche Einsätze bei Drehvorgängen hochwertige Oberflächengüten erzeugen, und so die Auswahl des geeigneten Einsatzes ermöglichen. Die Bearbeitungsbedingungen und das Material des Teils bestimmen, welcher Einsatztyp geeignet ist, aber einige allgemeine Merkmale können während der Endbearbeitungsphase empfohlen werden.

 

Sofern die Teilegeometrie dies zulässt, werden beim Schlichten im Allgemeinen größere Radien bevorzugt. Ein größerer Radius hilft, das Material effektiver zu glätten, fast wie ein Wischer. Mit einem größeren Wendeplattenradius können Sie die Vorschubgeschwindigkeit leicht erhöhen und trotzdem eine hohe Oberflächenqualität beibehalten. Bei dünnwandigen Anwendungen reduziert ein kleinerer Wendeplattenradius jedoch die radialen Schnittkräfte, was Ablenkungen und Vibrationen verhindern und so negative Auswirkungen auf die Oberflächengüte vermeiden kann.

 

Die Form der Wendeschneidplatte hat einen erheblichen Einfluss auf die anfängliche Spanbildung und die Oberflächengüte.

 

 

V Auswahl des geeigneten Spanbrechers

 

Auch die Wahl des geeigneten Spanbrechers ist entscheidend. Wenn der Einsatz in den Schneidvorgang eingreift, interagiert die obere Oberfläche des Einsatzes direkt mit dem zu bearbeitenden Material und dem Spanbereich. Wenn Sie also eine geringere Vorschubgeschwindigkeit verwenden, um eine geringe Schnitttiefe zu erreichen, sieht der Spanbrecher anders aus als bei Verwendung einer höheren Vorschubgeschwindigkeit, um eine größere Schnitttiefe zu erreichen. Sie müssen den geeigneten Spanbrecher für das Material auswählen, da ein richtiger Spanbrecher für die Beibehaltung einer gleichmäßigen und guten Oberflächengüte, insbesondere bei mehreren Teilen, unerlässlich ist.

 

 

VI-Dünnschichtbeschichtungen sind besser

 

Ein oft übersehener Aspekt dieses Prozesses ist, wie sich die Qualität des Einsatzes auf die Oberflächenbeschaffenheit auswirkt, insbesondere im Hinblick auf Beschichtungen.

 

Beim Vergleich von PVD- (Physical Vapor Deposition) und CVD-Beschichtungen (Chemical Vapor Deposition) sind CVD-Beschichtungen häufig viel dicker als PVD-Beschichtungen. Dickere Beschichtungen stellen größere Herausforderungen bei der Herstellung qualitativ hochwertiger Oberflächen dar, und zwar durchweg. Aufgrund der haftenden Natur der Beschichtung bietet PVD eine bessere Oberflächengüte als CVD-Beschichtungen. PVD-Einsätze sind auf allen Oberflächen vollständig beschichtet, während CVD die Beschichtung auf Mikrogeometrien reduzieren und dadurch die Form der Mikrogeometrien verändern kann.

 

 

VII Wie man Chips kontrolliert

 

▲ Hochdruck-Kühlmittelzufuhr direkt an der Schneide

 

Für die meisten Drehoperationen empfiehlt es sich, Hochdruckkühlmittel direkt auf die Schneide zu richten. Dies hilft, Späne aus dem Schneidbereich zu entfernen. Die Spankontrolle ist für die Beibehaltung einer hochwertigen Oberfläche unerlässlich. Das Entfernen von Spänen verhindert, dass das Werkzeug erneut mit den Spänen in Kontakt kommt, was die Schneide des Werkzeugs beschädigen könnte. Es verhindert auch, dass sich Späne um das Werkzeug wickeln und über die Werkstückoberfläche bewegen, was beim Finishen zu Kratzern oder Schönheitsfehlern führen könnte.

 

„Kühlmittel hilft, sowohl das Teil als auch das Werkzeug kühl zu halten, sodass Sie mit höherer Geschwindigkeit schneiden können. Wenn Hochdruckkühlmittel keine Option ist, ist konventionelle oder interne Kühlung die beste Alternative.“

 

Kühlmittel wird nicht für alle Anwendungen empfohlen. Beim Drehen von gehärteten Materialien (alles über HRC) sollte Kühlmittel mit Keramikeinsätzen vermieden werden, da es zu einem Thermoschock am Werkzeug führen kann, der zum Werkzeugbruch führen kann. Wenn das Material jedoch weicher ist, kann Kühlmittel mit Keramikeinsätzen verwendet werden.

 

Die Spankontrolle ist entscheidend, da wir bei diesem Verfahren die Wärme durch die Späne ableiten müssen. Allerdings benötigen Sie auch eine ausreichend große Schnittfläche. Wenn die Schnittfläche verkleinert wird, verringert sich die Materialmasse, die Wärme aus der Schnittzone abführt, was zu chemischem Verschleiß, Flankenverschleiß und Kolkverschleiß an der Wendeschneidplatte führt. Bei der Oberflächenbearbeitung wird die Spankontrolle zu einer echten Herausforderung. Deshalb ist es wichtig, die richtige Geometrie zu wählen und die richtigen Schnittparameter für eine bestimmte Anwendung einzuhalten.

 

 

VIII Auch Steifigkeit ist wichtig

 

Viele sind sich einig, dass der Werkzeughalter und die Vorrichtung eine wichtige Rolle bei der Erzielung hochwertiger Oberflächengüten spielen. Wenn die Vorrichtung nicht stabil genug ist, verursacht sie Vibrationen, die die Oberflächengüte beeinträchtigen können. Ebenso wichtig ist es, sicherzustellen, dass der Werkzeughalter einen möglichst geringen Überhang hat, um seine Stabilität aufrechtzuerhalten. Sowohl das Werkstück als auch das Werkzeug sollten ausreichend gestützt sein, um Vibrationen während der Oberflächengüte zu vermeiden.

 

Ein Aspekt, den viele möglicherweise nicht berücksichtigen, ist die Art und Weise, wie der Einsatz im Werkzeughalter montiert wird. Das Design des Werkzeughalters kann eine entscheidende Rolle spielen. Ein zu offener Werkzeughalterschlitz verringert die Kontaktfläche zwischen dem Einsatz und dem Werkzeughalterschlitz (wie bei WNMG-Einsätzen) und führt zu Bewegungen im Schlitz. Dies kann zu Mikrovibrationen führen, die sich negativ auf die Oberflächengüte auswirken.

 

Bewegungen im Werkzeug erschweren außerdem die Einhaltung der Maßtoleranzen des Teils. Der Werkzeughalter sollte der Maßtoleranz des Einsatzes entsprechen und in gutem Zustand bleiben. Es sollte kein Verschleiß oder keine Verformung auftreten, da selbst die kleinste Bewegung nachteilige Folgen haben kann.

 

 

IX Befolgen Sie die Grundsätze guter Bearbeitungspraxis

 

Um eine gute Oberflächengüte zu erzielen, sollten Sie die Empfehlungen des Wendeplattenherstellers befolgen und dessen Richtlinien befolgen. Dies ist ein guter Ausgangspunkt. Anpassungen können während Probeschnitten vorgenommen werden, diese Empfehlungen sind jedoch am besten für Bediener mit umfassender Erfahrung geeignet. Daher ist es wichtig, regelmäßig Fachwissen anzueignen.

 

Für Schlichtbearbeitungen empfiehlt sich die Auswahl von Einsätzen mit positivem Spanwinkel. Ein positiver Spanwinkel hilft dabei, eine scharfe Schneide zum Abscheren des Materials zu erzeugen. Für das Schruppen kann ein negativer Spanwinkel empfohlen werden, da dieser mehr Kraft hinter der Schneide ausübt und somit mehr Material entfernt, was einen besseren Ausgangspunkt für die Schlichtbearbeitung bietet.

 

Ein weiterer zu berücksichtigender Faktor ist die Richtungskraft. In den letzten Phasen möchten Sie so viel Kraft wie möglich axial entlang des Teils anwenden, da dies die nötige Stabilität gewährleistet. Wenn Sie einen Einsatz mit einem Anstellwinkel nahe 0 Grad wählen, können Sie axial mehr Kraft ausüben, aber Sie müssen auch den hinteren Abstand des Einsatzes erhöhen, um eine hochwertige Oberflächengüte zu erzielen.

 

Die Tangentialkraft ist ein wichtiger Faktor bei der Bearbeitung. Die Tangentialkraft, die axiale und radiale Kräfte kombiniert, kann bei Drehvorgängen als Konstante betrachtet werden. Wenn Bediener die axiale Kraft erhöhen, verringern sie die Auswirkungen der radialen Kraft, wodurch sie bessere Toleranzen einhalten und Mikrovibrationen durch Minimieren der natürlichen Instabilität reduzieren können. Dies ist während der Schrupp- und Vorschlichtphasen des Prozesses möglicherweise keine entscheidende Überlegung.

 

Beachten Sie abschließend, dass auch die Richtung der Schnittkraft wichtig ist. Sie müssen sicherstellen, dass die Arbeitskraft auf den gut gestützten Teil des Werkstücks gerichtet ist. Wenn Sie von der Stütze weg fräsen, entstehen Vibrationen, die sich ebenfalls auf die Standzeit des Werkzeugs auswirken können und die Oberflächengüte mit Sicherheit beeinträchtigen.