Fachverlag x-technik
search
 

Schließen


Perfektionierte Gewindeherstellung

: Walter


Die Herstellung von Innengewinden zählt zu den zeitaufwändigsten und damit kostspieligsten Einzeloperationen. Die Anforderungen an die Prozesssicherheit sind hoch, denn als abschließender Arbeitsschritt hat die Gewindeherstellung eine gewisse Brisanz – bei Ausschuss droht unter Umständen der „Werkstück-GAU“. Diesem Szenario kommt der Werkzeughersteller Walter zuvor – mit zahlreichen Produkt-Highlights und gebündeltem Know-how.

Walter_Werkzeuge2.jpg
Benchmark-Duo für das Gewindeschneiden: VHM-Kernlochbohrer Walter Titex X•treme Plus, Gewindebohrer Walter Prototyp ECO-HT.

Benchmark-Duo für das Gewindeschneiden: VHM-Kernlochbohrer Walter Titex X•treme...

An sich sind Innengewinde keine große Wissenschaft – sollte man glauben. Doch in Anbetracht immer kürzerer Fertigungszeiten verlieren altbekannte Prozesse ihre scheinbare Trivialität. Gerade beim Gewindeschneiden tritt in der modernen Fertigung häufig ein Problem auf, das in Zeiten gemächlicher Schnittgeschwindigkeiten und Vorschübe längst nicht dieselbe Bedeutung hatte: Der Kernlochbohrer ist aufgrund der hohen Schnittwerte extremen Belastungen ausgesetzt, besonders bei rostfreien, säurebeständigen Stählen und schwer zerspanbaren Materialien (ISO-M, ISO-S Werkstoffe).

Die teilweise sehr hohe Temperaturentwicklung an den Schneiden bewirkt Aufhärtungen des Materials. Bei weniger hochwertigen Bohrern begünstigt schneller Verschleiß diesen Effekt. Der nachfolgende Gewindebohrer trifft auf einen größeren Widerstand, seine Lebensdauer nimmt ab. Überdies geraten Oberflächengüte und Lehrenhaltigkeit der Gewinde in Gefahr – vom möglichen Bruch des Gewindebohrers und etwaigen hohen Folgekosten ganz zu schweigen. Am Ende dreht sich die Diskussion um die Qualität des Gewindewerkzeugs. Dass es in hohem Maße auf das Bohren des Kernloches ankommt, bleibt bei der Beurteilung des Sachverhalts häufig außen vor.

Auf die Kombination kommt es an

„Perfekte Gewinde verlangen perfekte Bohrungen“, betonen daher die Gewindespezialisten des Tübinger Werkzeugherstellers Walter AG. Seit Zusammenführung der Marken Walter, Walter Prototyp und Walter Titex sind sämtliche Kompetenzen für die Metallverarbeitung unter einem Dach gebündelt – folglich auch sämtliche Technologien rund um die
Walter_Werkzeuge3.jpg
Die Orbital-Gewindefräser (derzeit M 1.6 bis M 8) von Walter Prototyp sind äußerst prozesssichere Werkzeuge für genaue Gewinde bis zum Grund.

Die Orbital-Gewindefräser (derzeit M 1.6 bis M 8) von Walter Prototyp sind...

Herstellung von Innengewinden. „Wir wollen das Gewindeschneiden nicht neu erfinden“, erklärt Timo Mager, Product Manager Threading im Hause Walter, „doch stehen wir heute vor der Aufgabe, unseren Kunden High-Performance-Lösungen zu bieten – und zwar für jede Bearbeitung. Da sich das Gewindeschneiden aus zwei Einzelprozessen zusammensetzt, wollen wir für beide die besten Werkzeuge in Form einer Komplettlösung bieten.“ Diese sieht folgendermaßen aus: Kernlochbohrer Walter Titex X•treme Plus – Gewindebohrer Walter Prototyp Paradur®/Prototex® ECO-HT.

Der X•treme Plus ist ein VHM-Spiralbohrer mit Innenkühlung. Herausragendes Merkmal ist eine zum Patent angemeldete DPL-Beschichtung (DPL = Double Performance Line), bestehend aus einer Basisbeschichtung und einer Kopfbeschichtung. Die Kombination beider Schichten erlaubt hohe Schnittgeschwindigkeiten bzw. überdurchschnittliche Standwege. Ein spezieller Anschliff sorgt für eine niedrige Leistungsaufnahme und eine gute Oberfläche. Die hohe Widerstandsfähigkeit gegen Verschleiß und die innere Kühlschmiermittelzufuhr wirken der Aufhärtung der Bohrungswandung entgegen – Bedingung für qualitativ hochwertige Gewinde besonders bei großen Stückzahlen.

Als ideale Partner stehen der Walter Prototyp Prototex® ECO-HT (Durchgangsgewinde) und Walter Prototyp Paradur® ECO-HT (Grund-/Durchgangsgewinde) zur Verfügung. Ebenfalls mit innerer Kühlschmiermittelzufuhr versehen, spezieller Beschichtung und Anschnittgeometrie, bieten beide Typen eine sichere Spanbeherrschung, auch bei tieferen Gewinden bis 3 x D. Die ECO-HT-Gewindebohrer werden aus HSS-E Werkzeugstahl gefertigt und
Walter_Werkzeuge4.jpg
High-End unter den Gewindebohrern – der Walter Prototex® HSC aus Vollhartmetall für langspanende Stahlwerkstoffe bis ca. 1.200 N/mm² Festigkeit. Die Schnittgeschwindigkeit liegt dreimal höher als bei HSS-E-Gewindebohrern.

High-End unter den Gewindebohrern – der Walter Prototex® HSC aus Vollhartmetall...

eignen sich laut Hersteller für lang- und kurzspanende Werkstoffe bis 1.300 N/mm² Festigkeit. Die Bearbeitung kann nass, trocken oder unter MMS-Bedingungen erfolgen.

„Der X•treme Plus VHM-Bohrer und der ECO-HT-Gewindebohrer stellen ein Benchmark-Duo zur Herstellung von Innengewinden dar“, betont der Produktmanager, „im Vergleich zu Standardwerkzeugen reduzieren sich die Bearbeitungszeiten um bis zu 50 Prozent. Das gilt für beide Operationen – Bohren und Gewindeschneiden. Hinzu kommt eine überdurchschnittlich hohe Standzeit und damit Prozesssicherheit. Je hochwertiger die Werkstücke, desto wichtiger sind diese Eigenschaften.“

Vollhartmetall gewinnt auch bei Gewindebohrern eine immer größere Bedeutung. „Ein Teil der Entwicklungsarbeit bei Walter Prototyp zielt seit zwei Jahren verstärkt darauf, VHM-Gewindebohrer für die Stahlbearbeitung und Festigkeiten bis ca. 1.200 N/mm² auf den Markt zu bringen“, erklärt Josef Gießler, Entwicklungsleiter Rotierende Werkzeuge bei Walter Prototyp, „solche Werkzeuge sind bislang auf dem Markt kaum verfügbar. Walter Prototyp zählt zu den wenigen Anbietern, welche mit dem Prototex® HSC bereits einen VHM-Durchgangsgewindebohrer im Programm haben.“ Die max. Schnittgeschwindigkeiten dieser High-End-Gewindewerkzeuge liegen bei 60 m/min. Zum Vergleich: für HSS-E-Gewindebohrer sind 20 m/min üblich, die Standzeiten liegen gar um den Faktor 8 höher. Anwendungsfälle finden sich vor allem in der Automobilindustrie.

Gewindefräsen und -formen im Trend

Zwar
Walter_Werkzeuge6.jpg
Die kostenfreie Software TEC-CSS von Walter führt den Anwender u. a. auf die richtigen Schnittdaten und die wirtschaftlichste Werkzeuglösung für seine Anwendung.

Die kostenfreie Software TEC-CSS von Walter führt den Anwender u. a. auf die...

entstehen nach wie vor die meisten Innengewinde durch Gewindeschneiden, doch sind Gewindefräsen und Gewindeformen als alternative Methoden auf dem Vormarsch. „Wir sehen einen gewissen Trend hin zu diesen Technologien und entwickeln auch in diese Richtungen“, bestätigt Josef Gießler – so beispielsweise geschehen mit den Prototyp VHM-Orbitalgewindefräsern für Gewinde von M 1.6 bis M 8. Neben der Drehbewegung vollführen diese Werkzeuge auch eine Axialbewegung (daher Orbital). Es entstehen hochgenaue Gewinde bis auf den Grund. Aufgrund der Orbitalbewegung wird ein seitliches Ausweichen – bei herkömmlichen Gewindefräsern oft der Fall – vermieden. Die hohe Prozesssicherheit macht diese Werkzeuge besonders interessant für Anwender, die hochlegierte, schwer zerspanbare Werkstoffe verarbeiten (Luft- und Raumfahrtindustrie, Lebensmittelindustrie, Medizintechnik u. a.).

Das Gewindefräsen erfordert moderne Maschinen und eine komplexere Programmierung. Gerade die Programmierung stellt für viele Zerspaner immer noch eine Art Hemmschuh dar. Die Module der Maschinensteuerungen sind in der Regel nicht ausreichend. Walter begegnet diesem Umstand in besonderer Weise: Der Kunde erwirbt nicht nur ein Werkzeug, er erhält auch die optimale Bearbeitungsstrategie in Form des NC-Programms, zusammen mit der Schnittdatensoftware TEC/CCS. Das spart Programmierzeit und gibt Sicherheit. Der Anwender weiß, dass sein Prozess funktioniert.

Das Gewindeformen erfordert eine besonders exakte Abstimmung des Kernlochbohrers auf das Gewindewerkzeug. Die Genauigkeit der Bohrung liegt im Bereich 0,05 mm (z.B. für M 6: Kernlochbohrer (5,55 ± 0,05 mm). Da die Technologie nur bei entsprechend kaltumformbaren
Walter_Werkzeuge1.jpg
Gebündelte Kompetenz im Entwicklungslabor bei Walter Prototyp: Josef Gießler, Entwicklungsleiter Rotierende Werkzeuge (li.), Peter Müller, Entwicklungsleiter Rotierende Werkzeuge/Bohren.

Gebündelte Kompetenz im Entwicklungslabor bei Walter Prototyp: Josef Gießler,...

Werkstoffen in Frage kommt, ist der Anwendungsbereich eingeschränkter. Auch das Problem der Aufhärtung spielt hier eine Rolle. Beim Formen kommt es teilweise zu einer starken Temperaturentwicklung, wodurch sich die Umformeigenschaften des Materials ändern können.

Alles aus einer Hand

Häufig ist die zentrale Frage für den Anwender aber gar nicht technologischer Art. Aufgrund der weniger üblichen Bohrungsdurchmesser steht der Werkzeugverantwortliche mitunter vor einem Beschaffungsproblem. Timo Mager: „Wir verfügen über ein lückenloses Bohrerprogramm, das nicht nur alle Durchmesserstufen für das Gewindeschneiden und -fräsen, sondern auch für das -formen enthält. Mit anderen Worten, wir können dem Anwender für jede Technologie eine Komplettlösung bieten.“

Die Programmvielfalt ist das eine, die Beratungskompetenz und wie diese an den Anwender weitergegeben wird, das andere. Wichtiges, in der Praxis vielfach bewährtes Instrument stellt die bereits erwähnte Software TEC/CCS dar. Das System präsentiert sich als umfassender Info-Pool für Technologie- und Wirtschaftlichkeitsfragen. Der Zerspaner spart Zeit und kann unabhängiger arbeiten, da er die Antworten auf viele Fragen sofort erhält. In der aktuellen Version wurden die Themen Bohren (Modul TEC) und Gewinden (Modul CCS) intelligent miteinander verlinkt. Aufgrund dieser Querverbindungen findet der Nutzer nicht nur die perfekte Kombination aus Bohr- und Gewindewerkzeug, ihm werden auch die Kosten pro Gewinde mitgeteilt. Mehr noch – die einzelnen Gewindetechnologien können bezüglich ihrer Wirtschaftlichkeit direkt miteinander verglichen werden. Nach
Eingabe der Bearbeitungsaufgabe, des Werkstoffes und der Kühlschmiermethode, werden außerdem die Schnittdaten aufgelistet. „Die Schnittdaten für Bohrer und Gewindewerkzeuge, welche die Software ausgibt“, erklärt Josef Gießler, „werden von uns unter Praxisbedingungen ausgiebig ermittelt. Das gilt auch für die Kühlschmiermittelempfehlungen. Wir testen alle gängigen Kühlschmiermittel, die am Markt verfügbar sind und bieten aufgrund unserer Erfahrungen zwei besonders geeignete und gleichzeitig umweltfreundliche Öle für das Gewindeschneiden und Gewindeformen an.“ In der Regel kommt heute nur noch Emulsion zur Anwendung. Es gibt Ausnahmen, beispielsweise beim Gewindeformen in Verbindung mit hochfesten Werkstoffen. In diesen Fällen werden aufgrund der hohen Temperaturen spezielle Schneidöle benötigt.

„Mit den empfohlenen Werkzeugkombinationen und Schnittdaten ist der Anwender in jedem Fall auf der sicheren Seite – d. h., die bekannten Probleme aufgrund der Bohrungsaufhärtung werden minimiert“, fasst der Produktmanagers zusammen. Sind darüber hinaus Feinabstimmungen gefragt, weil eine Software selbstverständlich nicht alle individuellen Fälle berücksichtigen kann, werden die Servicetechniker von Walter aktiv.
Benchmark-Duo für das Gewindeschneiden: VHM-Kernlochbohrer Walter Titex X•treme Plus, Gewindebohrer Walter Prototyp ECO-HT.
Die Orbital-Gewindefräser (derzeit M 1.6 bis M 8) von Walter Prototyp sind äußerst prozesssichere Werkzeuge für genaue Gewinde bis zum Grund.
High-End unter den Gewindebohrern – der Walter Prototex® HSC aus Vollhartmetall für langspanende Stahlwerkstoffe bis ca. 1.200 N/mm² Festigkeit. Die Schnittgeschwindigkeit liegt dreimal höher als bei HSS-E-Gewindebohrern.
Die kostenfreie Software TEC-CSS von Walter führt den Anwender u. a. auf die richtigen Schnittdaten und die wirtschaftlichste Werkzeuglösung für seine Anwendung.
Gebündelte Kompetenz im Entwicklungslabor bei Walter Prototyp: Josef Gießler, Entwicklungsleiter Rotierende Werkzeuge (li.), Peter Müller, Entwicklungsleiter Rotierende Werkzeuge/Bohren.



Zum Firmenprofil >>



QR code

Special Digitalisierung der Zerspanungstechnik

WT_Technology-Center_Toolroom_vernetzt.jpg Die aktuell wichtigste Aufgabenstellung für Hersteller und Anwender von Werkzeugmaschinen ergibt sich aus der Digitalisierung der Produktionsumgebungen. Auf der EMO 2017 haben zahlreiche Anbieter IHRE Möglichkeiten für eine Smarte Zerspanung vorgestellt – mit unterschiedlichem Fokus spiegelten sich vielfältige Lösungen zur Vernetzung, Datenanalyse und zu neuen Services wider.
mehr lesen >>

Im Gespräch

/xtredimg/2018/Fertigungstechnik/Ausgabe229/15628/web/PR18-03InterviewLC50-DIGILOG1.jpgZukunftsweisendes Lasermesssystem
In der Entwicklung der LaserControl DIGILOG Baureihe steckt das Know-how aus über 30 Jahren Erfahrung in der Lasermesstechnik für Werkzeugmaschinen. Wolfgang Reiser, Technischer Leiter Bereich Messkomponenten bei Blum-Novotest, erläutert im Interview, wie mit dem LC50-DIGILOG eine bewährte Technologie auf ein neues Level gehoben werden konnte und was das Besondere an diesem System ist.
Interview lesen >>

Newsletter abonnieren