Erreichbare Bohrtiefen - Geradegenutete Bohrer

Der Rundlauf mit Flächenspannfuttern an der Werkzeugschneide im eingewechselten Zustand liegt bei etwa 10µm. Die
Flächenspannfutter unterliegen einem mechanischen Verschleiß im Schneidwerkzeugspanndurchmesser. Der Rundlauf
sollte daher regelmäßig geprüft werden, um verschlissene Flächenspannfutter aussondern zu können.
5.2.2 Spannfutter für Spannzangen
Als die wichtigsten Spannzangen-Futter sind wohl die Futter für OZ- bzw. ER-
Spannzangen und das Hochgenauigkeitsfutter (HG) zu nennen. Das OZ-Spannzangenfutter
ist ein Universalfutter, das zum Bohren und Fräsen (Schruppen und
Schlichten) geeignet ist. Der Rundlauf mit OZ-Spannzangenfutter an der Werkzeugschneide
im eingewechselten Zustand liegt bei etwa 25µm.
Das ER-Spannzangenfutter ist ebenfalls ein Universalfutter, das zum Bohren und
Fräsen (Schruppen und Schlichten) geeignet ist. Der Rundlauf mit ER-Spannzangenfutter
an der Werkzeugschneide im eingewechselten Zustand liegt bei etwa
15µm.
(Abb. 5.4)
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Das Hochgenauigkeitsspannfutter (HG), das vorwiegend in der HSC-Fräszerspanung
eingesetzt wird, hat im eingewechselten Zustand einen Rundlauf von etwa
4µm. Bei allen Spannzangenfuttern ist es möglich Werkzeuge mit Zylinderschäften oder Zylinderschäfte mit seitlicher
Mitnahmefläche zu spannen. Auch die Spannzangenfutter unterliegen einem mechanischen Verschleiß, der zwar bei weitem
nicht so ausgeprägt wie bei Flächenspannfuttern ist, aber dennoch beobachtet werden sollte.
5.2.3 Hydrodehnspannfutter
Zum hochgenauen Spannen von Werkzeugen mit Zylinderschaft oder mit Zylinderschaft
mit seitlicher Mitnahmefläche sind Hydrodehnspannfutter geeignet. Sie
zeichnen sich durch eine hohe Rund- und Planlaufgenauigkeit von 3µm aus. Durch
eine exakt zentrische Spannung sind sie zum HSC-Fräsen geeignet. Das Hydrodehn-System
ist komplett geschlossen und somit wartungsfrei und unanfällig
gegen Störeinflüsse wie Kühlmedium und ähnlichem. Ebenso unterliegen sie so gut
wie keinem mechanischen Verschleiß im Schneidwerkzeugspanndurchmesser. Die
Dehnhülse, die durch das flüssige Medium beim Spannvorgang belastet und beim
Entspannen wieder entlastet wird, unterliegt jedoch einer gewissen Ermüdung. Als
Universalfutter sind Hydrodehnspannfutter sowohl für das Schlichtfräsen als auch
(Abb. 5.5)
für das Bohren geeignet. Gerade bei Bohrtiefen größer 10xØ hat sich das Hydrodehnspannfutter
als optimal erwiesen. Dies begründet sich damit, dass die Schnittstelle Schneidwerkzeug – Spannfutter
nicht absolut starr ist, sondern eine gewisse Dynamik (radiale Nachgiebigkeit) des Schneidwerkzeugs zulässt.
5.2.4 Schrumpffutter
Bei der Schrumpftechnik macht man sich die Wärmeausdehnung zunutze. Das in
der Technik schon lange eingesetzte Verfahren zum Fügen zweier Komponenten ist
nur deshalb möglich, weil mit der induktiven Erwärmung oder der Erwärmung mit
Heißluft Verfahren zur Verfügung stehen, die ohne offene Flamme von statten
gehen. Im kalten Zustand ist der Schneidwerkzeugspanndurchmesser des Futters
kleiner als der Werkzeugschaft. Durch Energiezufuhr in Form von z.B. Wärme dehnt
sich das Schrumpffutter aus und der kalte Schneidwerkzeugschaft kann gefügt
werden. Beim Heißluftschrumpfen wird Luft über eine Heizspirale geleitet, die über
eine Düse direkt an das Schrumpffutter geführt wir. Dies ist eine sehr homogene
Erwärmung des gesamten Futters. Im Gegensatz hierzu ist die induktive Erwär-
(Abb. 5.6)
mung ziemlich Punktgenau herbeizuführen. Mit Hilfe von Wechselstrom wird je ein
Magnetfeld im Induktor und im Schrumpffutter erzeugt. Die im Schrumpffutter entstehenden Wirbelströme erzeugen Verlustwärme
(nach Joul). Somit kann man die Wärmeentstehung eingrenzen und die Bohrung für den Schneidwerkzeugschaft
ganz gezielt vergrößern. Schrumpffutter zeichnen sich durch höchste Genauigkeit in Rund- und Planlauf aus. Die
Rundlaufdifferenz liegt bei kleiner gleich 2µm. Durch die rotationssymmetrische Bauform ist es für extreme Drehzahlen,
also zur HSC-Bearbeitung geeignet. Die absolut sichere, reibschlüssige Kraftübertragung überträgt ein 2-4fach höheres
Drehmoment als bei den zuvor aufgeführten Spannfuttern. Ein unbeabsichtigtes Lösen des Schneidwerkzeugs, wie auch
ein axialer oder radialer Versatz des Werkzeugs ist nicht möglich. Das System Schrumpffutter – Schneidwerkzeug bildet
eine starre Einheit, ist also für die HPC-Bearbeitung und das Schlicht-Fräsen erste Wahl. Bei sachgerechter Behandlung
ist auch nach mehreren tausend Schrumpfvorgängen kein Ausweiten der Spannbohrung zu verzeichnen. Schrumpffutter
sind vollständig wartungsfrei und unterliegen keinerlei mechanischem Verschleiß.
5.2.5 Spannfuttervergleich
Bei allen genannten Spannfuttern außer Flächenspannfuttern, wird das Drehmoment über den Reibschluss übertragen.
Hier zeigt das Schrumpffutter die größtmögliche Übertragung. Selbst bei kleinen Werkzeugdurchmessern ist das Durchrutschen
keine Gefahr. Bei Spannzangenfuttern verhält es sich bei kleinen Durchmessern so, dass die Haltekräfte nicht