Sorgfältiger Ansatz, modernes Denken, Offline-Voreinstellungen und ein Fokus auf Kühlmittel und Späne erschließen das Potenzial der neuesten Bohrer mit austauschbaren Spitzen für die CNC-Tieflochbearbeitung.
Bohrer mit austauschbarer Spitze bieten Flexibilität und Kosteneinsparungen bei der Arbeit mit großen Durchmessern im Vergleich zu Vollbohrern.Hier bearbeitet eine TA-Pilotmaschine von Allied Machine & Engineering eine P20-Automobilform aus Gussstahl.Das Loch wird verstopft und mit Wasser gefüllt, um eine ordnungsgemäße Kühlung zu gewährleisten.
Vogelnester können eine Folge davon sein, dass das Gebissfutter nicht aggressiv genug ist, wie es bei 1018 Weichstahl der Fall ist.
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Wenn der Bohrer ordnungsgemäß funktioniert, verkürzen und segmentieren sich die Späne und behalten ihre ursprüngliche Farbe.
Die oberste Stufe des Allied-Bohrsystems mit TA-Einsätzen besteht aus einem selbstfahrenden Bohrer mit Hartmetalleinsätzen entlang des Körpers, um die Stabilität des Werkzeugs zu gewährleisten.Dieses als Stealth Drill bezeichnete Modell verfügt außerdem über zusätzliche Kühlmittelauslässe und einen einstellbaren Stift, der den Einsatz radial bewegt, um die Toleranzüberlappung zu verringern, die bei allen Bohrern mit austauschbaren Spitzen üblich ist.
Die Installation von Indikatoren an Werkzeugmaschinen zur Messung der Bohrerlänge und des Rundlauffehlers kann verschwenderisch, fehleranfällig und potenziell gefährlich sein.Digitale Voreinstellgeräte können diese Probleme beseitigen.
Digitale Voreinstellungen bieten in der Regel eine höhere Genauigkeit als Indikatoren sowie Software, die den Benutzer durch den Messvorgang führt.
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Um die Sicherheit und Genauigkeit von Ersatz-TA-Bohrern zu gewährleisten, empfiehlt Allied, ein Pilotloch mit einer Tiefe von mindestens 2xD zu bohren.Diese Vorgehensweise sorgt für genügend Eingriff, um den Bohrer zentriert zu halten und zu verhindern, dass er sich bei einem Bruch in eine Kanonenkugel verwandelt.Längere Bohrer sollten wie gezeigt mit nicht mehr als 50 U/min und 12 Zoll pro Minute (300 mm/min) vorgeschoben werden, bis sich die Spitze innerhalb von 1/16 Zoll (1,5 mm) von den unteren Löchern befindet.Ab diesem Zeitpunkt muss der Benutzer 50 % der empfohlenen Drehzahl und 25 % des empfohlenen Vorschubs beibehalten, bis der Bohrer eine Tiefe erreicht, die seinem Durchmesser entspricht.Vor dem Verlassen des Lochs muss die Drehzahl auf maximal 50 U/min reduziert werden.
„Während unsere Kunden möchten, dass der Bohrer ein Endbearbeitungswerkzeug ist, ist er immer noch ein Schruppwerkzeug.„ sagte Salvatore DeLuca, Produktmanager bei Allied Machine and Engineering.„Es wird immer ein bisschen mehr sein.“
Dennoch, sagt er, seien die hohen Anforderungen an Bohrer mit austauschbaren Spitzen, wie sie etwa von Allied, einem Spezialisten für Bohrwerkzeuge, hergestellt werden, leicht zu verstehen.Bei richtiger Anwendung können die neuesten Produkte Löcher so gerade und glatt machen, dass keine speziellen Endbearbeitungswerkzeuge erforderlich sind.
Allerdings ist genaues und effizientes Bohren wichtiger als das Werkzeug selbst, insbesondere bei Löchern mit einem Verhältnis von Tiefe zu Durchmesser von 9:1 und mehr.In einer kürzlich gehaltenen Keynote stellte Herr DeLuca fünf Empfehlungen für das Tiefbohren mit dem TA-System des Unternehmens vor, einer breiten Palette von Allzweck-Ersatzbohrern zum Bohren in den meisten Stählen, Gusseisen, Hochtemperaturlegierungen und Aluminiumlegierungen.
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Je tiefer das Loch, desto länger der Bohrer.Je länger der Bohrer ist (je größer der Abstand zwischen der Werkzeugspitze und der Spindelnase), desto stärker wirkt sich der Rundlauffehler auf die Ergebnisse aus.Bei einigen Tieflochbearbeitungsanwendungen kann die geringste Vibration zu vorzeitigem Werkzeugverschleiß führen und die Geradheit und Oberflächengüte beeinträchtigen.
Die Notwendigkeit einer sorgfältigen Abstimmung ist jedoch keine Entschuldigung dafür, bei jedem Werkzeug- oder Sägeblattwechsel viel Zeit damit zu verbringen, Unrundheiten zu erkennen und zu korrigieren.Insbesondere gibt es in der heutigen industriellen Umgebung keine Möglichkeit, in den Arbeitsbereich zu klettern, um eine Anzeige aufzustellen oder ein Stück Papier abzulegen, um ein Werkzeug auszulösen.Die Offline-Montage von Werkzeugen mit einem Voreinstellgerät kann bei jedem Tiefbohrvorgang viel Zeit sparen.
In der heutigen Fertigungsumgebung gibt es keine Möglichkeit, in den Arbeitsbereich zu greifen, um eine Anzeige aufzustellen oder ein Blatt Papier festzuhalten, um ein Werkzeug auszulösen.
Durch die einfachere Suche und Messung von Bohrzugaben werden nicht nur Zeit gespart, sondern auch kostspielige Fehler vermieden.„Meiner Meinung nach ist allein die einfache Installation die Investition wert,„ sagte Herr De Luca.„Wenn man die Reduzierung der Rüstkosten und der Geräteausfallzeiten aufgrund falscher Rüstmessungen sieht, kann man sich kaum vorstellen, dass man keine Klimaanlage hat.“
Bei einem Kunden werden zu Beginn jeder Schicht drei Allied Machine-Homing-Bohrer mit austauschbaren Spitzen (benannt nach ihrem leisen Betrieb) im Werkzeugraum installiert.Dieser Vorgang dauert weniger als 10 Minuten.Im Gegensatz dazu kann das Einrichten von drei Werkzeugen an einer Produktionslinie bis zu 30 Minuten dauern, was einer Zeitverschwendung von 90 Minuten in drei Schichten entspricht.Bei einer 24/7-Produktion sind das fast 2.200 Stunden pro Jahr (Maschinenstillstandszeiten durch Werkzeugwechsel sind in dieser Zahl nicht eingerechnet).„Das Vorklimatisierungssystem kann 5 % dieses Zeitverlusts ausmachen,„ sagte Herr DeLuca.
In diesem Fall erhöht Stealth Drill selbst die Zeitersparnis, die Offline-Voreinstellungen bieten.Der Bohrer ist mit verstellbaren Stiften ausgestattet, die die Klinge radial bewegen, um die Toleranzüberlappung zu reduzieren, die bei allen Bohrern mit austauschbaren Spitzen üblich ist.Um Unrundheit zu beseitigen, müssen Werkzeugkomponenten nicht mehr zerlegt und gereinigt, Versätze angepasst, Unterlegscheiben an Revolvern angebracht oder erfahrene Mechaniker kundenspezifische Lösungen ausprobieren lassen.
Abgesehen von irgendeiner Form des Röntgenblicks ist die Spanbildung die einzige Möglichkeit, die Leistung eines Bohrers beim Schneiden zu beurteilen und trotzdem Zeit zum Handeln zu haben.Lockige Formen (z. B. „Sechser“ und „Neuner“) sind ideal, während längere, dünnere Späne die Wärme weniger effektiv aus der Schneidzone ableiten.Auch die Farbe ist wichtig.Wenn die Schneidzone überhitzt, verfärben sich die Späne allmählich grau, schwarz und blau.Verfärbte Späne können ein Hinweis darauf sein, dass die Hitze durch eine Verringerung der Spindeldrehzahl reduziert werden muss, während klebrige Späne darauf hindeuten können, dass die Vorschubgeschwindigkeit so weit erhöht werden muss, dass das Werkstückmaterial bricht und nicht abblättert.
Andere Probleme können leichter übersehen werden.„Einer der am meisten unterschätzten Faktoren bei jedem Bearbeitungsprozess, auch außerhalb des Bohrens, ist das Kühlmittel.„ sagte Herr DeLuca.Angesichts des erheblichen Einflusses des Kühlmittels auf die Spanbildung kann die Anpassung der Konzentration und des Kühlmittelflusses auch bei der Verfärbung von Vogelnestern hilfreich sein.
„Einer der am meisten unterschätzten Faktoren, die jeden Bearbeitungsprozess, auch außerhalb des Bohrens, beeinflussen, ist das Kühlmittel.„
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Wasserlösliche Kühlmittel werden am häufigsten in Allzweckanwendungen verwendet, da sie die Wärme gut ableiten.In manchen Fällen kann jedoch eine halbsynthetische oder reine Ölformulierung die beste Wahl für verbesserte Schmierfähigkeit und kurze, segmentierte Späne sein.Während sich Werkzeuge möglicherweise schneller abnutzen und die Einstellungen weniger aggressiv sein müssen als bei wasserbasierten Kühlmitteln, können hitzebeständige Klingenbeschichtungen dazu beitragen, dies auszugleichen.Es hängt alles von der Anwendung ab.
Ein unbestreitbarer Faktor ist die Verwendung von Bohrern mit Kühlmittel.Außerdem muss die Maschine einen ausreichenden Kühlmitteldruck bereitstellen.Kleinere Bohrer benötigen einen höheren Spandruck, um mit dem Materialabtrag Schritt zu halten, da sie mit höherer Drehzahl laufen müssen, um die gleiche Oberflächengeschwindigkeit wie größere Werkzeuge zu erreichen.„Je höher der Druck, desto schneller kommen die Späne aus dem Loch und desto schneller lässt sich der Bohrer drehen.„ sagte Herr De Luca.
Allied TA-Bohrer sind mit 187 verschiedenen Standard-Wendeplattengeometrien und Beschichtungskombinationen erhältlich, und dies ist nur ein Teil der Werkzeugpalette des Herstellers.Da so viele anwendungsspezifische Optionen zur Verfügung stehen, kann es sein, dass die Strategie des Einsetzens und Bohrens, die einst als Standardverfahren galt, nicht mehr anwendbar ist.
Ein Beispiel ist das Picken.Es ist nicht erforderlich, die Vorschubrichtung des Werkzeugs während des Schneidens regelmäßig zu ändern, um sicherzustellen, dass die Späne aus der Bohrung entfernt werden.„Wenn man nun Picken sieht, ist es normalerweise jemand, der ein Werkzeug falsch oder völlig falsch verwendet hat“, sagte Herr De Luca.
„Wenn man jetzt Picken sieht, ist es normalerweise jemand, der ein Werkzeug falsch verwendet oder das falsche Werkzeug verwendet.“
Wenn keine Zeit bleibt, neue Werkzeuge zu kaufen oder andere Prozessänderungen vorzunehmen, ist Pipping möglicherweise die einzige Option.Allerdings wird dadurch immer langsamer gebohrt.Außerdem kann das Zurückziehen des Werkzeugs während des Schneidens einen teilweise geformten, nicht abgetrennten Span in der Bohrung hinterlassen.Hartmetall ist verschleißfest, aber relativ spröde, und diese Eigenschaft kann dazu führen, dass Einsätze anfällig für vorzeitige und sogar katastrophale Ausfälle sind, wenn sie dieser zerklüfteten, unebenen Oberfläche wiederholt ausgesetzt werden.Auch wenn die Klinge intakt ist, kann das Werkstück beschädigt werden.Wie oben erwähnt, sind die meisten Bohrer leicht überdimensioniert.„Vielleicht nur ein paar Tausend (1″ u = 0,001 Zoll), aber bei manchen Arbeiten besteht immer noch die Gefahr, dass Narben im Loch zurückbleiben oder das Loch zu groß geschnitten wird.„ er erklärt.
Eine weitere veraltete Praxis besteht darin, 90-Grad-Punktbohrer mit kleinem Durchmesser als Pilotlöcher zu verwenden.Dies ist intuitiv sinnvoll und bleibt, wie beim Picken, eine nützliche Faustregel für Werkzeuganwendungen.Schließlich lassen sich kleinere Löcher, die leicht außermittig liegen, leichter reparieren als größere Löcher, und die scharfen Ecken helfen dem Bohrer, schnell und einfach in das Teil einzudringen und es zu halten.Allerdings reicht die Positioniergenauigkeit der meisten CNC-Maschinen aus, um sicherzustellen, dass der Pilotbohrer den gleichen Durchmesser wie der Hauptbohrer hat.Sie sind auch stark genug, um stumpfe Spitzen in das ursprüngliche Werkstückmaterial einzutreiben.
Tatsächlich haben die meisten Wendeschneidplattenbohrer selbstzentrierende Bohrer mit einem Spitzenwinkel von weniger als 90 Grad.Daher beeinflusst der Einsatz den großen Lochdurchmesser vor dem selbstzentrierenden Punkt.„Wenn Sie eines unserer Standard-Anbohrwerkzeuge verwenden würden, würde sich unser Bohrer ein wenig bewegen, was zu vorzeitigem Verschleiß und einem möglichen Werkzeugabfall führen würde.„ Herr DeLuca erklärte es.„Durch die Verwendung des gleichen Blattdurchmessers und Spitzenwinkels wird sichergestellt, dass der längere Bohrer genau dort passt, wo das Anbohren aufhört.„
Beim Tiefbohren stellt das sofortige Beschleunigen auf volle Drehzahl und Vorschub ein Sicherheitsrisiko dar und kann den Betrieb beeinträchtigen.Daher lassen sich die meisten Standardempfehlungen von Allied für Wendeschneidplattenbohrer für allgemeine Zwecke in einem Satz zusammenfassen: Gehen Sie vorsichtig an die Pilotbohrung heran.Weitere Einzelheiten finden Sie in den Fotos in der Galerie oben.
„Eine vorsichtige Annäherung an ein bereits bestehendes Loch kann helfen, Narben oder Schäden zu vermeiden.„ Herr De Luca sagte zu den Empfehlungen.„Dadurch kann die Kante des Bohrers Kontakt mit dem Material herstellen, bevor Sie Geschwindigkeit aufnehmen.Das Loch wirkt wie eine Hülse, die den Bohrer zentriert und die Sicherheit von Teilen und Personen gewährleistet.“
Um Gewindelöcher in Titanlegierungen zu erzeugen, sind geeignete Methoden erforderlich, die auf einem Verständnis der Eigenschaften dieser Materialien und der Besonderheiten des Gewindeprozesses basieren.
Um zum Hartdrehen überzugehen, müssen Sie von Hartmetall- auf CBN-Wendeschneidplatten umsteigen, aber das ist einfacher (und kostengünstiger) als Sie denken.Es wechselt zu höheren Oberflächengeschwindigkeiten, was Sie möglicherweise abschreckt.keine Notwendigkeit.deshalb.
Eine der heute auf CNC-Maschinen am häufigsten verwendeten Gewindeschneidtechniken ist das „starre Gewindeschneiden“ oder „simultane Gewindeschneiden“.Starre Gewindeschneidzyklen synchronisieren die Drehung und den Vorschub der Maschinenspindel entsprechend einer bestimmten Steigung.Da der Vorschub in die Bohrung synchron erfolgt, ist es theoretisch möglich, einen massiven Greifer ohne jeglichen Zugdruck zu verwenden.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 05.05.2023