02 Werkzeuge Entgratverfahren im Überblick Bohrungen entgraten in der Serienfertigung Große Stückzahlen in der Serienfertigung oder auch anspruchsvolle Anwendungen erfordern zuverlässige Produktionsprozesse. Treten darin bei der Bearbeitung von Bohrungen Grate auf, gilt es, ein schnelles und sicheres Entgratverfahren zu finden. Doch welches Verfahren ist die richtige Wahl? Autor: René Kehl, Heule Precision Tools Da Grate an Bohrungskanten große Probleme in der Funktionalität des Werkstücks verursachen können, müssen sie meist entfernt werden. Bild: Heule ■■■■■■ Wichtige Kriterien für die Wahl des Entgratverfahren sind die Position des Grates am Bauteil, das verwendete Material und Fertigungstoleranzen des Bauteils. Auch Ansprüche ans Entgratergebnis, die Integrierbarkeit in den bestehenden Produktionsprozess, Maschinenfähigkeiten und die Investitionsbereitschaft beeinflussen die Wahl der Entgratlösung. Nachfolgend sind die gängigsten Verfahren mit ihren Eigenheiten aufgelistet. Beim thermischen Entgraten (TEM) wird der abzutragende Werkstoff durch die von einer chemischen Reaktion verursachte Hitze verdampft. Insbesondere bei komplexen Geometrien, kaum zugänglichen Bereichen oder bei vielen Bohrungen wird TEM eingesetzt. Außenund innenliegende Kanten werden im Prozess gleichzeitig entgratet. Nahezu alle oxidierenden Werkstoffe sind bearbeitbar. Das Ergebnis sind scharfkantige oder leicht verrundete Bohrungskanten. Beim elektrochemischen Entgraten (ECM) erfolgt die Gratentfernung durch die anodische Auflösung des Metalls. Eingesetzt wird es bei nahezu allen Metallen, sogar bei gehärteten Werkstücken. Da es sich um ein kontaktfreies Verfahren mit sehr geringem Wärmeeintrag handelt, gibt es keinen Werkzeugverschleiß, keine Bildung von Sekundärgraten und keine mechanische Belastung. Beim Hochdruckwasserstrahl-Entgraten (HDW) werden mehrere Kanten gleichzeitig und schwer zugängliche Bohrungen entgratet. Ein Wasserstrahl wird mit einem Druck von bis zu 1000 bar gezielt auf die zu bearbeitenden Stellen des Bauteils gelenkt. Beim Strahlen mit Granulaten werden Materialien wie beispielsweise Sand mit Geschwindigkeiten von bis zu 80 m/s auf die Bohrungskante gelenkt. Auch angrenzende Bereiche werden durch die Bearbeitung beeinflusst. Beim Bürstentgraten werden Grate durch spezielle Bürstwerkzeuge entfernt. Die Handhabung ist einfach und das Einsatzspektrum ist aufgrund der vielfältigen Werkzeugvarianten vielfältig. Unter dem Begriff Mechanisches Entgraten sammeln sich Entgratwerkzeuge, die eine Fertigbearbeitung des Werkstücks direkt auf einem Bearbeitungszentrum ermöglichen. Auch die rückseitige Bearbeitung von Bohrungen und definierte Kanten sind möglich. Die Verfahren zeichnen sich durch Wiederholbarkeit und hohe Prozesssicherheit aus. Besonderheiten des mechanischen Entgratens Die Technologien im mechanischen Entgraten sind vielfältig. Beim Zirkularentgraten zum Beispiel wird mit einem Werkzeug ein vordefinierter Arbeitsweg abgefahren. Je nach gegebenen Fertigungstoleranzen oder Toleranzen aufgrund der Aufspannung kann an gewissen Stellen gar keine, eine zu kleine oder auch eine zu große Fase entstehen. Bei Werkzeugen mit beweglicher Schneide beginnt das Messer erst bei Kontakt mit der Bohrungskante mit dem Entgraten. So können beispielswei- 54 Juni 2023
Mechanische Entgratlösungen liefern zuverlässig gleichbleibende Entgratresultate. Bild: Heule se Gussteile mit ihren typischen Toleranzschwankungen zuverlässig und mit gleichbleibendem Entgratergebnis bearbeitet werden. Bei allen Varianten des mechanischen Entgratens liegt der große Vorteil in der Integrierbarkeit in das bestehende Bearbeitungszentrum. Das Werkstück kommt nach einer nur wenig erhöhten Taktzeit fertig produziert von der Maschine. Nachgelagerte intern oder auch extern durchgeführte Bearbeitungsschritte fallen weg. Durch das Vermeiden von Reinigung, Logistik oder externen Bearbeitungskosten reduzieren sich die gesamten Prozesskosten und Durchlaufzeiten. Praxisbeispiel Ein Anwender aus der E-Mobilität muss bei einer Rotorwelle innenliegende und schwer zugängliche Kühlbohrungen entgraten. Bisher wurde die Entgratung manuell durchgeführt. Aufgrund einer Beanstandung eines Kunden musste ein stabileres und automatisiertes Entgratverfahren für die jährlich rund 1 Million Bohrungen gefunden werden. Bei der zu lösenden Entgratsituation werden Bauteile bearbeitet, die aufgrund der Herstellung aus gezogenen Rohren Schwankungen in der Wandstärke und somit im Durchmesser der innenliegenden Hauptbohrung aufweisen. Zirkularentgraten kommt aufgrund dieser Toleranz-Schwankungen nicht in Frage. Auf einer Fachmesse wurde der Fertigungsleiter auf Heule Precision Tools sowie deren Werkzeuge mit beweglicher Schneide aufmerksam. Ein gemeinsames Projekt mit der Technologie X-BORES wurde aufs Gleis gesetzt, und der Kunde war von der Qualität des Ergebnisses rasch überzeugt. Der Kunde hat mittlerweile weitere Anwendungsmöglichkeiten bei Heule angefragt, sogar eine kundenspezifische Werkzeuglösung ist in Planung. Dabei ist es empfehlenswert, die Entgratspezialisten möglichst früh in den Prozess zu involvieren. Denn gemeinsam kann die Geometrie des Bauteils möglichst entgratfreundlich gestaltet werden und auch die Voroperationen können in ihrer Gratbildung optimiert werden, so dass die Serienfertigung schlussendlich möglichst zeitoptimiert und wirtschaftlich läuft. ■ Heule Werkzeug AG www.heule.com Innenliegende Bohrungskanten mit Toleranzen wie bei einer Rotor - welle können mit der X-BORES Technologie von Heule zielführend entgratet werden. Bild: Heule Die Krönung Wir können 6 Seiten Unsere Spannsysteme passen immer. Automatisch. SC5X www.gressel.com Aktiver Niederzug für 6-Seiten-Bearbeitung GRESSEL AG · Schützenstrasse 25 · CH-8355 Aadorf T +41 52 368 16 16 · info@gressel.ch · www.gressel.ch Umbau ohne Werkzeug durch Schnellwechsel Backen Manuell oder automatisiert 130 mm Grundspannhub Juni 2023 ohne Umbau Produktvideo 55 anschauen:
