ZerspanungstechnikKomet KUB Pentron® 6xD: Und es geht doch
Bei 5xD ist Schluss – so die bisherige Erkenntnis, wenn es um das Längen-Durchmesser-Verhältnis von Bohrwerkzeugen geht. Denn größere Verhältnisse beeinträchtigen die Steifigkeit enorm, so dass bislang bei akzeptablen Vorschubwerten keine prozessstabile Zerspanung möglich war. Komet hat seine langjährige Erfahrung genutzt und moderne Entwicklungsmethoden eingesetzt, um einen neuen 6xD-Bohrer herzustellen, dessen Leistungsdaten überzeugen.
Der neue Komet KUB Pentron® 6xD-WSP-Bohrer benötigt weder Zentrierspitze noch Führungsleisten, um hohe Leistung prozesssicher zu erbringen.
Anlass für diese Entwicklung war die Anfrage eines Kunden, der für große Verschraubungsbohrungen von Lagerringen, wie sie beispielsweise bei Windkraftanlagen benötigt werden, einen produktiven 6xD-Bohrer mit Durchmesser 33,0 mm gesucht hat. Werkzeuge dieser Dimension werden in der Regel mit Führungselementen wie zum Beispiel einer Zentrierspitze oder Führungsleisten ausgestattet, was den Herstellungsprozess allerdings wesentlich aufwändiger macht und die Kosten nach oben treibt.
Der neue Komet KUB Pentron® 6xD-WSP-Bohrer sollte eine kostengünstige und leistungsstarke Alternative ohne Führungselemente sein, die dennoch hohe Produktivität und Prozesssicherheit gewährleistet – so wie der bereits bewährte KUB Pentron® 5xD. Dieses Werkzeug diente den Besigheimer Bohrspezialisten daher als Referenz in Bezug auf die Steifigkeit. „Unsere FEM-Untersuchungen haben ergeben, dass die Steifigkeit bei einer Werkzeugverlängerung von 5xD auf 6xD um bis zu 45 Prozent abnimmt“, erklärt Entwicklungsingenieur Julius Osterried. Um dem entgegenzuwirken, mussten die Entwickler den Grundkörper verändern.
Die Komet-Entwickler veränderten die Geometrie des Grundkörpers mit dem Ziel, eine auf den Lastfall abgestimmte Steifigkeit in der Querkraftebene zu erreichen.
Zerspanungsversuche mit Kraftmessungen
„Um die auftretenden Lasten zu ermitteln, wurden Zerspanungsversuche mit Kraftmessungen durchgeführt und die Ergebnisse mit Simulationstools – numerisch und hybrid – abgeglichen“, beschreibt Julius Osterried das weitere Vorgehen. Mit einem „Screening“ ermittelten die Komet-Entwickler anschließend geometrische Eigenschaften, die einen signifikanten Einfluss auf die Steifigkeit haben. Mit diesen Kenntnissen und ihren Erfahrungen optimierten sie unter Zuhilfenahme von DoE (design of experiments) und FEM (finite element method) die Geometrie des Grundkörpers mit dem Ziel, eine auf den spezifischen Lastfall abgestimmte Steifigkeit in der Querkraftebene zu erreichen. Das Entwicklungsteam setzte vielversprechende Varianten in Prototypen um und validierte diese in Bohrversuchen.
Die Ergebnisse flossen schließlich in einen neuen 6xD-Bohrer ein, mit dem kundenspezifische Feldversuche durchgeführt wurden. Entscheidend war die Schruppbearbeitung in den Vergütungsstahl 42CrMo4. Bei Vorschüben bis 0,12 mm/U und Schnittgeschwindigkeiten bis 176 m/min erzielt der neue 6xD-Bohrer positive Ergebnisse hinsichtlich der erzeugten Bohrungsdurchmesser, die innerhalb der geforderten Toleranz des Pflichtenheftes liegen. Auch das Abdrängverhalten des Bohrers, die Späneabführung und die Qualität der Bohrung entsprechen den Kundenvorgaben. Inzwischen wird der neue Komet KUB Pentron® 6xD-WSP-Bohrer bereits in der Praxis verwendet, und die Entwickler arbeiten bereits an weiteren 6xD-Bohrern mit anderen Durchmessern.
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