extra - maschine + werkzeug

en mit
zerspanen
600 bar Druck direkt in die Schnittzone geleitet.
Der Einsatz dieser Werkzeuge bringt gleich
zwei entscheidende Vorteile mit sich: Spanbruch
und höhere Bearbeitungsparameter.
Die im Triebwerksbau eingesetzten Werkstückstoffe
(hauptsächlich Titan­ und Nickelbasislegierungen)
sind alle sehr langspanend. Ein
Spanbruch findet kaum statt. Durch den Druck,
den der Kühlschmierstoff auf den Span ausübt,
wird dieser direkt an der Schneide noch in kleine
Stücke gebrochen. So lassen sich die Späne
aus dem Zerspanungsprozess leicht entfernen.
Eine Beschädigung der Schneide durch lange
unkontrollierbare Späne kann vermieden und
Bauteile prozesssicher gefertigt werden.
Der Spanbruch ist dabei abhängig sowohl
von der Bearbeitung (Einstechen mit verschiedenen
Breiten, Längs­ oder Plandrehen) als
auch von dem Kühlmitteldruck und ­volumen.
Hier können schon mit 80 bar Kühlmitteldruck
hervorragende Ergebnisse erzielt werden.
Aufgrund der unkontrollierbaren Späne eignen
sich die sehr verschleißfesten CBN­
Schneidstoffe (die in der Regel keine Spanformer
aufweisen) lediglich für die Schlichtbearbeitung.
Durch den Einsatz von Werkzeugen mit
Hochdruck­Kühlung können die Späne gebrochen
und somit CBN­Schneidstoffe auch für die
Schruppbearbeitung eingesetzt werden. Das
bedeutet bis zu dreifach höhere Schnittparame­
Schnittparame­
3
ter beim Einstechen. Der zweite entscheidende
Vorteil beim Einsatz von Werkzeugen mit Kühlmittel­Hochdruck
sind die deutlich höheren Bearbeitungsparameter.
Der Kühlschmierstoff wird
mit hohem Druck in einem sehr flachen Winkel
zwischen Span und Schneide gedrückt. Dadurch
schwimmt der Span teilweise auf dem
Kühlschmierstoff (High­Speed­Aquaplaning).
Die hohen Temperaturen, die beim Bearbeiten
der Titan­ und Nickelbasislegierungen entstehen,
werden durch den gezielten Einsatz des
Kühlschmierstoffes nahe der Schnittzone absorbiert.
flüssiger schutzfilm
Der Kühlschmierstoff führt nicht nur die Temperatur
aus der Schnittzone deutlich besser
ab, sondern wirkt wie ein flüssiger Schutzfilm
zwischen Span und Schneide. Dadurch wird
ein frühzeitiger Kolkverschleiß auf der Spanfläche
vermieden und die Bearbeitungsparameter
können, je nach Bearbeitung und Kühlmitteldruck,
sogar verdreifacht werden. Um die dadurch
steigenden Schnittkräfte abfangen zu
können, setzt Iscar verstärkt auf den Einsatz
von tangentialen Schneideinsätzen. So vereint
zum Beispiel das Heliturn­System eine positive
Schneidengeometrie mit einer stabilen tangentialen
Klemmung und einer optimalen Kühlmittelzufuhr
nahe der Schnittzone.
4 5
Der Einsatz dieser neuen Technologie kann
schrittweise erfolgen. Im ersten Schritt können
die Prozesse (und die dafür erforderlichen
Werkzeuge) für Maschinen mit 70 bis 80 bar
Druck ausgelegt werden. Maschinen mit diesem
Kühlmitteldruck sind bereits vielfach auf
dem Markt verfügbar und teilweise auch schon
in der Triebwerksfertigung integriert.
Der größte Vorteil, der durch die Umstellung
des Prozesses auf Werkzeuge für interne Hochdruckkühlung
entsteht, ist die Spankontrolle
und die daraus resultierende Prozesssicherheit.
Eine leichte Erhöhung der Bearbeitungsparameter
ist ebenfalls möglich. Die dafür erforderlichen
Werkzeuge verfügen über spezielle
Kühlmittelkanäle, die eine Verwirbelung des
Kühlschmierstoffes vermeiden.
Durch den Einsatz von Werkzeugen für Ultra­Hochdruck
(in der Regel reichen 300 bar)
kann die Spanbildung beliebig kontrolliert werden.
Hierbei können die Bearbeitungsparameter
auf bis zu dreifache Werte angehoben werden.
Die hierbei eingesetzten Maschinen werden
speziell für diesen Einsatz ausgelegt und
verfügen über zwei verschiedene Kühlmittelkreisläufe
(normale und Ultra­Hochdruckkühlung).
Die Kühlmittelübergabe an das Werkzeug
erfolgt über spezielle Schnittstellen, die
für den hohen Druck ausgelegt werden.
www.iscar.de
1 Turbinenscheibe für Flugzeugtriebwerke
bestehen meistens aus
langspanenden Materialien.
2 Tangentiales Werkzeugsystem
Heliturn für die Bearbeitung mit
Kühlmittel-Hochdruck.
3 Stechwerkzeug bei der Bearbeitung
mit Kühlmittel-Hochdruck
4 Späne bei interner Kühlung mit
80 bar Kühlmitteldruck.
5 Späne bei interner Kühlung mit
300 bar Kühlmitteldruck.
maschine+werkzeug Juni 2010
65