Bohren, Reiben oder Aufbohren:Schnellarbeitsstahl vs. Hartmetallwerkzeuge

Wenn Ihr Geschäft in die Hochpräzisionsbearbeitung expandiert, ist es möglicherweise an der Zeit, Ihre HSS-Schneidwerkzeuge gegen Vollhartmetallbohrer, Reibahlen und Bohrstangen auszutauschen. Hier ist der Grund.

Es gibt einen Platz in der Maschinenwerkstatt für Bohrer und Spannreibahlen aus Schnellarbeitsstahl, aber wahrscheinlich nicht auf CNC-Drehmaschinen und -Bearbeitungszentren neuerer Modelle.

Diese Schneidwerkzeuge bleiben wegen ihrer Haltbarkeit und niedrigen Kosten beliebt. Jeder, der an der Maximierung des Durchsatzes interessiert ist, wäre jedoch besser mit Werkzeugen bedient, die für moderne Schneidmaschinen entwickelt wurden, und nicht für Schraubenmaschinen, Kniefräser und Drehmaschinen im Chucker-Stil, die vor 1950 erfunden wurden, sagt Aaron Schade, Programmmanager für Kennametal Inc.'s Knowledge Mittelamerika.

Das liegt daran, dass HSS-Jobberbohrer wandern. Sie haben keine Kühlmitteldurchgangsfähigkeiten, was zu viel Picken und verkürzter Werkzeuglebensdauer führt. Außerdem sind sie mindestens viermal langsamer als Hartmetallbohrer.

HSS-Werkzeuge eignen sich gut für handgeführte Anwendungen, für Prototypen- und Reparaturarbeiten und dort, wo die Lochqualität nicht kritisch ist. Aber die Verwendung auf einer relativ neuen CNC ist vergleichbar mit der Montage billiger Weißwandreifen auf einem Sportwagen.

Gleiches gilt für HSS-Reibahlen. Zugegeben, Sie können ihnen die Hölle heiß machen, aber sie bieten Oberflächengüten und Produktionsraten, die weit unter denen ihrer Gegenstücke aus Hartmetall liegen.

Warum ein Wechsel zu Bohrern und Reibahlen aus Hartmetall sinnvoll ist

Warum setzen dann nicht mehr Werkstätten Hartmetall-Bohrer und -Reibahlen mit Jobber-Länge ein? Der Hauptgrund, sagt Schade, ist einfach:Hersteller übernehmen allzu oft eine „Das haben wir schon immer so gemacht“-Mentalität.

Wenn etwas funktioniert, gibt es oft keinen Anreiz, etwas zu ändern, selbst wenn es sowohl für die Geschwindigkeit als auch für die Produktqualität sinnvoll wäre, sagt er.

„Ein Auftrag kommt rein, die Leute in der Werkstatt finden heraus, wie man ihn produziert, und dann neigen sie dazu, es dabei zu belassen, weil ‚Okay, wir haben dafür gesorgt, dass es funktioniert. Zeit für den nächsten Job“, sagt Schade. „Man verfällt leicht in diesen Trott, weshalb Kennametal so viel Zeit damit verbringt, Fortschritte in der Werkzeugtechnologie bekannt zu machen.“

Zu diesen Fortschritten gehören Vollhartmetallbohrer. Bei Kennametal gehören dazu Allzweck-GOdrill-Mikrobohrer und Hochleistungs-SGL-Bits.

Diese beiden Serien von Schneidwerkzeugen haben Durchmesser von bis zu 20 Millimetern (0,787 Zoll), Kühlmittel durch die Werkzeuge und andere Fortschritte, die bei HSS-Bohrern nicht zu finden sind.

Sehen Sie den GOdrill-Mikrobohrer in Aktion:

Je nach Werkstückmaterial, Werkzeughaltermethode, Steifigkeit der Ausrüstung usw. kann von Vollhartmetallbohrern erwartet werden, dass sie Toleranzen innerhalb weniger Tausendstel Zoll und Oberflächengüten einhalten, die das Reiben oder Bohren überflüssig machen.

„Es ist schwierig, die Genauigkeitserwartungen zu quantifizieren, da jede Anwendung anders ist“, sagt Joe Slusarcyk, leitender Ingenieur bei der Global Machining Technology Group von Kennametal. „Aber bei guter Einstellung und minimalem Werkzeugrundlauf ist eine Bohrungsqualität von IT8 mit einem VHM-Bohrer durchaus erreichbar. Anstatt zu sagen, „es kommt darauf an“, wenn Sie gefragt werden, welche Toleranz wir erreichen können, schlage ich vor, es immer zu versuchen, denn Sie werden wahrscheinlich von den Ergebnissen begeistert sein.“

Jenseits dieses Größenbereichs gibt es modulare Bohrer mit austauschbaren Spitzen wie die KenTIP FS-Bits von Kennametal, die in Durchmessern von 6 bis 26 Millimetern (0,236 bis 1,023 Zoll) und Tiefen bis zu 12 x D erhältlich sind. Obwohl die Bohrgenauigkeit mit modularen Bohrern möglicherweise geringer ist als die mit Vollhartmetallwerkzeugen, ist sie immer noch besser als das, was mit einem HSS-Bohrer hergestellt werden kann, zu einem Preis, den die meisten Werkstätten bewältigen können.

Vielleicht noch wichtiger ist, dass die höhere Leistung dieser Werkzeuge und die Möglichkeit, die Köpfe schnell auszutauschen, ein starkes Argument dafür sind, HSS-Jobber, Silber- und Demingbohrer und Bohrer mit konischem Schaft aufzubewahren.
 

Was Hartmetall zum Reiben und Bohren leistet

Wo bleibt also das Reiben? Und was ist mit dem anderen Verb im Titel dieses Artikels:langweilig? Wenn eine Aufgabe eine höhere Lochqualität erfordert, als ein Hartmetallbohrer produzieren kann, könnte eine Vollhartmetall-Reibahle der nächste logische Schritt sein.

„In den meisten Fällen geht es den Leuten, die Löcher machen, um den Durchmesser, gefolgt von der Oberflächengüte, und Reibahlen leisten in beiden Hinsichten hervorragende Arbeit“, sagt Schade. „Wenn Sie nach einem höheren Maß an Zylindrizität, Geradheit und Positionierung suchen, ist Bohren eine bessere Option, jedoch auf Kosten längerer Zykluszeiten.“

Keith Hoover, leitender Anwendungsingenieur bei Kennametal, stimmt zu. „Eine Reibahle ist ein mehrschneidiges Werkzeug zum Fertigbearbeiten von Bohrungen, was in der Regel je nach Anzahl der Schneiden eine vier- bis zehnmal höhere Produktivität als beim Bohren bedeutet“, sagt er. „Die Kehrseite dieses Arguments ist, dass ein Bohrwerkzeug eine größere Flexibilität bei der Größenkontrolle bietet und mehrere Durchmesser schneiden kann. Reibahlen können dies ebenfalls tun, aber es erfordert ein benutzerdefiniertes, mehrstufiges Werkzeug.“

Auch hier regieren Hartmetallwerkzeuge. Kennametal und andere Werkzeughersteller bieten alle Arten von Vollhartmetall-Reibahlengeometrien an – viele davon mit Kühlmitteldurchgang – es gibt also einfach keinen Grund, die Zykluszeit zu opfern, um ein paar Dollar zu sparen.

Für größere Durchmesser sind auch eine Reihe modularer Optionen erhältlich, einschließlich der RHR-Reibahlen in Scheibenform von Kennametal.

In den Fällen, in denen Bohren erforderlich ist, schlagen alle drei Experten vor, dass sich die Werkstätten eine der einstellbaren DeVibrator-Bohrstangen des Unternehmens ansehen. Die Linie verfügt über austauschbare Bohrköpfe, Kühlmitteldurchführung und die Fähigkeit, Vibrationen bei Hub-Widerstand-Verhältnissen von bis zu 14xD zu dämpfen.

Lassen Sie die Chips nicht fliegen, wohin sie auch fallen. Lesen Sie stattdessen unsere „8 wichtigen Tipps zur Verbesserung der Spankontrolle beim Bohren.“

Kritische Rolle von Werkzeughaltern beim Bohren, Reiben und Aufbohren

Trotz der vielen Vorteile moderner Bohrer, Reibahlen und Aufbohrwerkzeuge warnt Hoover davor, dass sie möglicherweise nicht jedermanns Sache sind.

„Wenn Sie einen unserer Bohrer in einer ER-Spannzange oder einem Werkzeughalter mit Weldon-Schaft einsetzen, ist die Standzeit oder Bohrungsqualität geringer als bei einem Hydrodehnspannfutter“, sagt er. „Eine ähnliche Situation besteht bei Reibwerkzeugen, weshalb möglicherweise ein schwimmender Halter oder ein lenkbares hydraulisches Spannfutter erforderlich ist, um den Rundlauf so weit wie möglich zu reduzieren.“

Die Maschineneinrichtung, die Werkzeughalter und die Adapter müssen den extrem leistungsstarken Bohr- und Reibprodukten aus Hartmetall entsprechen, die die Hersteller heute herstellen, sagt Slusarcyk.

„Wenn diese Werkzeuge nicht in Hochleistungsadapter gesteckt werden, die Maschine abgenutzt oder die Einrichtung nicht mehr so ​​starr ist, werden sie nie die Vorteile erzielen, die sie sonst erzielen würden“, sagt er. „Allerdings übertrifft sogar ein Allzweck-Hartmetall HSS in praktisch allen CNC-Anwendungen, unabhängig vom Halter.“

Ist Ihre Werkstatt auf Vollhartmetall umgestiegen? Wie entscheiden Sie, wann Sie HSS-Werkzeuge verwenden und wann Sie auf Hochleistung setzen?