Horn-System DD
Bohren des Schraubenkopfs mit dem Horn-System DD. - (Bild: Sauermann/Horn)

Der Stoßprozess gestaltet sich wie folgt: Ein Vollhartmetallbohrer des Horn-Systems DD bohrt eine Bohrung mit dem Durchmesser 4,9 mm in den Schraubenkopf. Der Bohrer mit innerer Kühlmittelzufuhr ist aus dem Standard-Sortiment mit einer Geometrie für rostfreie Stähle. Der Anschnittkegel der Sacklochbohrung dient beim Stoßen als Auslauf- beziehungsweise Freilaufzone des Stoßwerkzeugs. Aufgrund der geringen Höhe des Schraubenkopfs war ein Freistich als Auslauf nicht möglich. Das Werkzeug fährt zum Brechen der Späne am Ende der Schlüsselfläche auf einer programmierten Bahn in die Freilaufzone. Das Stoßen des Innensechskants mit der Schlüsselweite von 5 mm übernimmt ein Supermini des Typs N105.

Die Zustellung der Einzelhübe liegt bei 0,02 mm. Nach der Fertigstellung einer Fläche dreht das Futter weiter, um mit der nächsten Fläche fortzufahren. Die Prozesszeit der Stoßoperation liegt bei rund 2 min. Zum Einsatz kommt eine CNC-Drehmaschine von Mori Seiki. Der Stoßprozess erfolgt über die Bewegung des Werkzeugrevolvers. Veres zeigt sich mit der Leistung zufrieden: "Die Werkzeuge sind sehr präzise, nach einem Wechsel ist eine Korrektur kaum nötig. Des Weiteren stimmt uns die erreichte Standzeit von 100 Schrauben pro Schneide sehr zufrieden." Die erreichte Oberflächengüte des Innensechskants ist so hoch, damit keine weitere Nachbehandlung der Oberfläche nötig ist.

Zustellung der Einzelhübe
Die Zustellung der Einzelhübe liegt bei 0,02 mm. Nach der Fertigstellung einer Fläche dreht das Futter weiter, um mit der nächsten Fläche
fortzufahren. - (Bild: Sauermann/Horn)

Der harte und zähe Werkstoff Cobalt-Chrom erforderte eine Anpassung der Schneidengeometrie, des Hartmetallsubstrats, der Beschichtung, den Bearbeitungsbedingungen und der Kühlschmierung. Die Hartpartikel in der Legierung neigen zur Bildung von Abrasiv- und Kolkverschleiß, und darüber hinaus stellt die Kaltferfestigung der Oberfläche ein Problem bei der Zerspanung dar. Die Werkzeugschneide ist wie bei der Zerspanung von Titan schleifscharf und nicht verrundet, aber im Gegensatz zur Titanbearbeitung ist der Schneidkeil stabiler ausgeführt. Als Hartmetallsubstrat dient eine zähe Feinstkornsorte. Die Beschichtung der Werkzeuge muss hart und hitzebeständig sein. Darüber hinaus ist die richtige Kühlschmierung der Kontaktzone zwischen Werkzeug und Werkstück eine weitere Voraussetzung für die erfolgreiche Zerspanung der Superlegierung. Zudem stellt der hohe Materialpreis große Ansprüche an die Prozesssicherheit der eingesetzten Werkzeuge.

Eigene Forschung und Entwicklung

Schraube aus Cobalt-Chrom
Die Schraube aus Cobalt-Chrom findet den Einsatz in einem künstlichen Kniegelenk. - (Bild: Sauermann/Horn)

Je nach Hersteller besteht Cobalt-Chrom in der Regel aus 50 bis 90 Prozent Cobalt, 10 bis 30 Prozent Chrom und aus den zusätzlichen Legierungsbestandteilen Molybdän, Wolfram, Niob, Mangan oder Silizium. CoCr gehört zu den leistungsfähigsten Werkstoffen für die Endoprothetik. Der Werkstoff eignet sich besonders für künstliche Kniegelenke und Hüftprothesen. Darüber hinaus ist CoCr auch weit der Zahnprothetik verbreitet. Wegen der hohen Biokompatibilität mit dem menschlichen Gewebe und seiner absoluten Korrosionsfreiheit kommen CoCr-Legierungen aufgrund des hohen Werkstoffpreises vorwiegend in der Medizintechnik vor.

Horn stellt mit der Umsetzung des Stoßprozesses erneut sein Know-how in der Präzisionsbearbeitung von Superlegierungen unter Beweis. Durch die eigene Forschung und Entwicklung entwirft der Werkzeughersteller stetig neue Substrate, Geometrien und Beschichtungen für die wirtschaftliche Bearbeitung von schwer zerspanbaren Werkstoffen. Die hohe Fertigungstiefe bietet den Vorteil, dass Horn auf alle Prozessschritte der Werkzeugherstellung, vom Pulver bis zur Beschichtung, den vollen Einfluss hat. nh

Auf einen Blick

Supermini Typ 105 von Horn

Das Werkzeugsystem Supermini Typ 105 von Horn löst bei Bohrdurchmessern zwischen 0,2 mm und 6 mm mit weit über 1500 Varianten von Schneidplatten erfolgreich anspruchsvolle Aufgabenstellungen. Es beweist seine Stärken in einem breiten Anwendungsspektrum beim Ausdrehen, Einstechen, Fasen, Gewindedrehen, Axialeinstechen, Ausspindeln, Plandrehen und Nutstoßen kleiner und kleinster Durchmesser. Das bisherige Einsatzspektrum der Bearbeitung von Stählen, Guss, NEMetallen, exotischen Werkstoffen und harten Werkstoffen bis 66HRc wird nun ergänzt um Ausdreh- und Stechoperationen bei Kleinstteilen. Für die Mikrobearbeitung von Kleinstteilen erhielt der Supermini eine spezielle Schneidenausführung für kleine Vorschübe bei geringen Schnittgeschwindigkeiten. Damit können glänzende Oberflächen ab 0,2 mm Innendurchmesser erzeugt werden.

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