Wechselplattenschnittformen für U-Bohrer

Indexierbare U-Bohrer Einsatzformauswahl: Von den Grundlagen bis zu praktischen Anwendungen

Für Fachleute in der Metallbearbeitung ist die Wahl des richtigen indexierbaren U-Bohrer-Einsatzes wie die Auswahl des perfekten Werkzeugs – es geht nicht nur um die Spezifikationen, sondern auch um das tatsächliche Bearbeitungsszenario. Dieser Artikel erklärt die Merkmale von vier gängigen Einsatzformen – quadratisch, konvexes Dreieck, rhombisch und hexagonal – auf eine klare und praxisorientierte Weise und enthält praxisnahe Bearbeitungsv Vergleiche.

Vergleich der grundlegenden Formmerkmale

Die Physik hinter der Einsatzgeometrie

1. Kantenkrümmung und Schnittkraftverteilung

• Quadratische Einsätze: 90° Ecken erzeugen ein symmetrisches Schnittkraftfeld
  • Positives Freiwinkel-Design (+7°) verringert den Schnittwiderstand
  • Jedoch wird die Spitzenfestigkeit um 12% im Vergleich zu rundkanten Einsätzen verringert
  • Typische Anwendung: Endbearbeitung von Grauguss bei Geschwindigkeiten bis zu 250 m/min
• Rhombische Einsätze:

  55° spitzer Winkel erzeugt ein asymmetrisches mechanisches Modell

  • Axialkraftverhältnis steigt auf 65% (im Vergleich zu 45% bei Standard-Einsätzen)
  • Wangenverschleiß pro Kante bleibt ≤0,15 mm bei der Bearbeitung von Titanlegierungen
  • Schnittvibrationsanalyse: Primäre Frequenzamplitude wird um 42% reduziert

2. Optimierung der Spankontur

Hinweis: Basierend auf AISI 1045 Stahl, 2 mm Schnitttiefe

Materialwissenschaft und Beschichtungs-Kompatibilität (Neuer Abschnitt)

1. Einsatzsubstrat-Matrix

2. Durchbrüche in der Beschichtungstechnologie

• Hexagonale Einsätze:
  • Aufgebrachte AlTiN/Si₃N₄ Nano-Multischichtbeschichtung (4 μm Gesamtdicke)
  • Rote Härte auf 1200°C erhöht (im Vergleich zu 950°C bei Standard-Beschichtungen)
  • Bei der Bearbeitung von H13-Stahl wird die Kranverschleißrate um 60% reduziert
• Rhombische Einsätze:
  • Gradientenbeschichtungstechnologie (TiCN → Al₂O₃ → TiN)
  • Reibungskoeffizient von 0.7 auf 0.45 gesenkt
  • Werkzeuglebensdauer bei der Bearbeitung von Inconel 718 um das 3.2-fache verlängert

Praktische Anwendungsszenarien

1. Quadratischer Einsatz – Kostenwirksame Wahl

• Eigenschaft: Vier Schneidkanten können für höchste Kosten-Effizienz indexiert werden
• Fallbeispiel: Bearbeitung von HT250-Gusseisen-Bremsscheiben in einer Automobilfabrik
  • Einsatz: WNMG080408
  • Parameter: 800 U/min, 0,2 mm/U Vorschub
  • Ergebnis: 4 Stunden Werkzeuglebensdauer pro Kante, 37% Reduzierung der Stückkosten

2. – Experte für unregelmäßige Profile

• Spezialdesign: Gebogene Kante reduziert Spannungs-Konzentration
• Verwendungsfall: Bearbeitung von Aluminiumgehäusen mit Gussgraten
  • Verglichen mit quadratischen Einsätzen:
    • Kantenabplatzenrate reduziert von 25% auf 6%
    • Oberflächenfinish um 2 Stufen verbessert
  • Hinweis: Erfordert Hochdruckkühlmittel (≥70 bar)

3. Rhombischer Einsatz – Präzisionsbearbeitungsspezialist

• Vorteile:
  • Spitzenwinkel 55° im Vergleich zu 80° bei Standard-Einsätzen
  • Schneidwiderstand um 40% reduziert
  • Geeignet für tiefe Löcher (Tiefe > 5×D)
• Testfall: Bearbeitung von 304-Edelstahlrohrverbindungsstücken
  • Einsatz: CCMT09T304
  • Leistung: 8 Stunden kontinuierliche Bearbeitung ohne Verschleiß
  • Bohrabweichung < 0,02 mm

4. Hexagonaler Einsatz – Schwerbearbeitung-Champion

• Innovations-Highlights:
  • Jeder Einsatz kann 6-mal verwendet werden
  • Reduziert die Werkzeugwechselzeit um 50% im Vergleich zu quadratischen Einsätzen
• Fallstudie: Hersteller von Windkraftflanschen
  • Material: 42CrMo4 Legierungsstahl
  • Schnittparameter: Vc = 180 m/min, ap = 6 mm
  • Materialabtragsrate: Bis zu 480 cm³/min

Auswahl-Entscheidungsbaum

• Nach Materialhärte:
  • HRC < 30 → Bevorzugen Sie quadratische/hexagonale Einsätze
  • HRC > 45 → Muss rhombische Einsätze verwenden
• Nach Bearbeitungstiefe:
  • Flache Löcher (<3D): Jede Form
  • Tiefe Löcher (>5D): Rhombisch > Konvexes Dreieck
• Nach Kostenkontrolle:
  • Massenproduktion: Hexagonal > Quadratisch
  • Kleine Serien: Rhombisch > Konvexes Dreieck

Wartungstipps

• Quadratischer Einsatz: Alle 2 Stunden Nutzung um 30° drehen
• Rhombischer Einsatz: Verwenden Sie Dämpfungstoolhalter
• Hexagonaler Einsatz: Überprüfen Sie den Sitzverschleiß alle 10 Einsatzwechsel
• Allgemeine Regel: Kante sofort ersetzen, wenn der Schneidwiderstand um 15% steigt

Fazit

Praktische Erfahrungen zeigen, dass bei der richtigen Abstimmung der Kantengeometrie mit den Materialien, der Optimierung der Schnittgeschwindigkeiten und -vorschübe sowie einer gut gesteuerten Kühlung die Effizienz bei der Bearbeitung von Tiefenlöchern um mehr als 40% steigen kann. Das Verständnis dieser grundlegenden Prinzipien erschließt nicht nur das volle Potenzial der vorhandenen Ausrüstung, sondern legt auch eine starke Grundlage für die intelligente Fertigung.