Einsatz des Walter Prototyp Paradur HT bei der Bearbeitung eines Turbinengehäuses/Bohrwerk 9 für die Siemens Turbomachinery Equipment GmbH in Frankenthal. - (Bild: Schneider)
Markus Weber, Betriebsleiter bei Schneider Werk St. Wendel GmbH & Co. KG, erklärt: „Die Ansprüche unserer Kunden an die eingesetzten Werkstoffe nehmen seit Jahren kontinuierlich zu. Hochwertige und hochfeste Werkzeugstähle gewinnen bei der Herstellung von Maschinenteilen bei uns verstärkt an Bedeutung.“ Besonders das Gewindeschneiden beim Werkstoff 1.2714 (hochlegierter vergüteter Werkzeugstahl) bereitete dem saarländischen Mittelständler zunehmend Probleme.
„Die unterschiedlichsten von uns eingesetzten Werkzeuge waren nicht in der Lage, beim Gewindebohren die geforderten Standzeiten zu erfüllen“, betont Weber. „Die verwendeten Gewindeschneider waren schnell stumpf und brachen an den Schneiden zum Teil aus.“ Damals wurden bestenfalls 15 Gewinde pro Werkzeug geschnitten. „Die Späne zermahlen bei diesem Werkstoff die Schneiden, und so lag unser Durchschnitt gerade mal bei zwei bis 15 Gewinden pro Bohreinheit.“ Alternativ zum Schneiden entschied man sich zu fräsen, aber auch hier wurden die Schneiden zermahlen und waren schnell unbrauchbar. „Auch das Fräsen erwies sich sehr schnell als absolut unwirtschaftlich“, erklärt Unternehmenschef Christoph Schneider.
Um den Prozess des Gewindeschneidens zu verbessern, sprachen die Verantwortlichen von Schneider Werk ihren langjährigen Partner an, die Walter AG in Tübingen. Mit diesem Hersteller hatte man bei der Bearbeitung des Werkstoffes 1.2714 bereits gute Erfahrungen im Bereich des Fräsens mit Wendeplatten gemacht. Dank des guten Verhältnisses zu Außendienstmitarbeiter Michael Diesel, Technische Beratung und Verkauf Walter Deutschland GmbH, wurde nun auch das Thema Gewindebohren angesprochen. Diesel erkannte die Problematik schnell und konnte eine effektive Lösung anbieten.
Vor der Herstellung eines Gewindes muss das Kernloch gebohrt werden. Dessen Qualität beeinflusst in erheblichem Maße die Wirtschaftlichkeit und die Prozesssicherheit der nachfolgenden Gewindeoperation. Die Fertigung von Innengewinden ist grundsätzlich eine der anspruchsvollsten Bearbeitungsaufgaben innerhalb der Fertigungstechnik. Eine besondere Herausforderung ergibt sich daraus, dass die Gewinde in der Regel erst am Ende des Herstellungsprozesses in das Werkstück eingearbeitet werden.
Walter Prototyp Paradur HT beim Gewindeschneiden in einem Walzsegmentring. - Bild: Dr. Klaus Fockenberg
Prozesssicheres Verfahren
Zur Fertigung von Innengewinden stehen im Wesentlichen drei Fertigungsverfahren zur Verfügung: das Gewindebohren, die spanlose Alternative des Gewindeformens und das besonders prozesssichere Gewindefräsen. Entscheidend für di richtige Auswahl des Fertigungsverfahrens ist eine möglichst breite Kenntnis der Vor- und Nachteile sowie der Einsatzgrenzen der einzelnen Verfahren. Entscheidend sind letztendlich die technischen und wirtschaftlichen Parameter.
Je besser Bohr- und Gewindewerkzeug aufeinander abgestimmt sind, desto besser ist das Ergebnis. In Bezug auf lehrenhaltige Gewinde, Toleranz, Spanbildung, Vermeidung von Spänewicklern und Überdimensionierung verlangen die Anwender messbar höchste Leistung. Nur optimal aufeinander abgestimmte Lösungen ohne Schnittstellenverluste produzieren das perfekte Gewinde. Diesel schlug für die Produktion bei Schneider Werk vor, den Gewindebohrer Paradur HT aus dem Sortiment von Walter Prototyp einzusetzen und schnitttechnisch auf das Material anzupassen. Dieser Gewindebohrer besteht aus universellem Hochleistungs-HSS-E-PM und eignet sich für den Einsatz in einem breiten Materialspektrum. Dazu gehören langspanende Werkstoffe mittlerer bis höherer Festigkeit, kurzspanende Werkstoffe, abrasive Werkstoffe mit Neigung zum Aufschweißen, Baustahl und hochfester Stahl (350 bis 1300 N/mm2), rostfreier Stahl, Kugelgraphit- und Temperguss sowie langspanende Kupfer- und Aluminium-Legierungen.
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Das Werkzeug hat sich vor allem beim Einsatz in lang- und kurzspanenden Werkstoffen bis zu 1300 N/mm2 Festigkeit auf konventionellen Werkzeugmaschinen mit Synchronspindel bewährt. Es verfügt über eine THL-Hartstoffbeschichtung und eine zusätzliche Oberflächenbehandlung für längere Standzeiten ohne Kaltverschweißungen. Die Ausführungen werden mit axialem oder radialem Kühlmittelaustritt speziell für den Einsatz unter Minimalmengenschmierung (MMS) als Standardwerkzeug angeboten.
Christoph Schneider, geschäftsführender Gesellschafter, und seine Frau Diana Schneider, Prokuristin der Schneider Werk St. Wendel GmbH & Co. KG.
Optimaler Spänetransport
Für die Herstellung des Grundlochgewindes besitzt der Paradur HT einen Drallwinkel R45 mit Anschnitt Form C oder E, lange Spannuten und eine spezielle Nutenform für optimale Spanbildung und guten Spänetransport sogar in tiefen Gewinden. Das Gewinde lässt sich annähernd bis zum Bohrungsgrund durch eine Variante mit kurzer Anschnittform E herstellen. Durch den abgeschrägten Gewindeauslauf wird das Risiko von Ausbrüchen vermindert.
In einer Versuchsreihe wurde zunächst Emulsion, Fettschmierung und verschiedene Schnittparameter angesetzt und getestet, bis man die gewünschte Standzeit schließlich erreichte. „Heute erzielen wir Standzeiten bis zu 50 Gewindebohrungen“, freut sich Weber. „Die Ergebnisse erweisen sich inzwischen als sehr wirtschaftlich“, ergänzt Schneider. „Walter erreicht bei uns die fünf- bis zehnfache Leistungsfähigkeit der anderen Anbieter.“
Der Paradur HT garantiert eine höhere Prozesssicherheit auch bei tieferen Grund- und Durchgangsgewinden durch seine sichere Spanbeherrschung. Dank des universellen Einsatzes in einem breiten Werkstoffspektrum sind weniger Werkzeugwechsel nötig, und die hohen Schnittgeschwindigkeiten und lange Standzeiten sorgen für eine optimale Maschinenauslastung.
Gleichzeitig lassen sich die Kühlschmierstoffkosten durch die Möglichkeit der Trocken- oder MMS-Bearbeitung in Stahl, Gusseisen und Aluminium-Legierungen reduzieren. „Seit dem Einsatz des Paradur HT funktioniert das Gewindeschneiden deutlich besser und wirtschaftlicher“, resümiert Schneider. „Die seinerzeit festgelegte Schnittgeschwindigkeit und die Fettschmierung müssen dabei natürlich eingehalten werden.“
