Werkzeuge optimieren oder austauschen? 5 Schlüsselfragen, die sich jeder Bediener stellen sollte

Ob man sie nun wartungsgerecht oder universell einsetzbar nennt – es ist entscheidend zu wissen, wann Schneidwerkzeuge ausgetauscht werden müssen und womit.

Instandhaltungs- und Reparaturabteilungen, Prototypen- und Entwicklungsfirmen, akademische und staatliche Forschungseinrichtungen – dies sind nur einige Fertigungsumgebungen, in denen Werkzeugmaschinenbediener keine ausgebildeten Zerspaner sind, sondern Mechaniker, Konstruktionsingenieure, Hochschulprofessoren oder deren Studenten, deren Verständnis grundlegender Zerspanungs- und Schneidwerkzeugpraktiken oft lückenhaft ist.

Leider werden Schneidwerkzeuge in diesen Situationen häufig falsch eingesetzt. Schneidenverschleiß und -schäden, die in einer Produktionswerkstatt Alarmglocken läuten lassen, werden entweder übersehen oder missverstanden. Es werden falsche Sorten oder Geometrien verwendet, und ungeeignete Vorschübe, Schnittgeschwindigkeiten und Schnitttiefen verschlimmern die Lage zusätzlich. Das Ergebnis sind Verschwendung und Zeitverlust, mit weniger zufriedenstellender Leistung von Werkstätten, die unter demselben Druck stehen wie ihre qualifizierten CNC-Pendants.

Die gute Nachricht: Zerspanen ist keine Raketenwissenschaft. Mit etwas Training und dem richtigen Schneidwerkzeug kann praktisch jeder gute Teile fertigen, akzeptable Standzeiten erreichen und vor allem sicher an Maschinen arbeiten.

Dieser Artikel stellt einige Fragen, die Sie sich bei der Bewertung der Werkzeugauswahl Ihrer Werkstatt stellen sollten – unabhängig von deren Größe oder Erfahrungsstand – und ob ein Upgrade der Schneidwerkzeuge oder eine Generalüberholung des Werkzeuglagers angebracht ist:

Nr. 1: Die Schneide sieht nicht allzu schlecht aus, und der Bohrer, Fräser oder Reiber schneidet noch. Wie erkenne ich, wann ein Schneidwerkzeug ausgetauscht werden muss, und ob mein aktuelles Werkzeug die richtige Wahl war?

Die Anzeichen für Schneidwerkzeugverschleiß sind vielfältig: Ausgebrochene oder abgenutzte Schneiden, Kerbverschleiß an der Schneide auf der Schnitttiefe, Verfärbungen am Werkzeug oder Werkstück, Materialaufbau auf den Schneidflächen, schlechte Teilequalität und Oberflächengüte, verstärkte Geräusche vom Maschinenspindel – die Liste ist lang, und selbst erfahrene Zerspaner diagnostizieren Anwendungsprobleme gelegentlich falsch. Glücklicherweise gibt es eine Fülle von Online-, Papier- und Schulungsressourcen zur Fehlerbehebung bei Schneidwerkzeugverschleiß, die alle die Wichtigkeit regelmäßiger Werkzeuginspektionen betonen und anschließend die Anpassung von Bearbeitungsparametern oder den Wechsel auf eine andere Sorte, Beschichtung oder Geometrie empfehlen.

„Schneidwerkzeughersteller bringen ständig neue und bessere Technologien auf den Markt, daher ist es wichtig, auf dem Laufenden zu bleiben, aber genauso wichtig ist die Notwendigkeit guter Zerspanungspraktiken“, sagt Jake Rutherford, Forschungs- und Entwicklungsingenieur bei KYOCERA SGS Precision Tools Inc. „Das bedeutet, die kürstmögliche Auskraglänge zu verwenden, sicherzustellen, dass Sie die richtigen Vorschübe und Schnittgeschwindigkeiten für das Material anwenden, und warum die routinemäßige Werkzeughalterwartung entscheidend ist.“

Nr. 2: Wir fräsen heute Aluminium und morgen Edelstahl. Brauchen wir wirklich für jedes Material spezielle Sorten oder Beschichtungen? Warum nicht einfach ein Universal- oder Wartungsschneidwerkzeug verwenden und die Schnittwerte so weit reduzieren, dass wir die aktuelle Aufgabe bewältigen?

Das ist eine berechtigte Frage, und in manchen Fällen lautet die Antwort tatsächlich: Genau das tun – geringere Leistung in Kauf nehmen, um den Job zu erledigen. Doch der „Hauptsache-erledigt“-Ansatz kann langfristig zu größeren Problemen führen.

Abgenutzte oder beschädigte Werkzeuge erhöhen die Belastung teurer Maschinen, was möglicherweise Schäden an Spindellagern und elektrischen Komponenten verursacht. Sie können auch das Werkstück beschädigen, indem sie genug Wärme erzeugen, um das Material zu härten, oder unerwartet tief in einem Loch abbrechen. Letzteres kann auch den Bediener gefährden, weshalb es entscheidend ist, Werkzeuge nicht zu überlasten.

„Angenommen, Sie müssen eine Reihe von Löchern in ein Bauteil aus rostfreiem Stahl oder Superlegierung bohren und verbrauchen dabei eine Menge Werkzeuge“, sagt Tim Griebno, technischer Support-Spezialist bei Greenfield Industries. „Vielen Leuten ist nicht bewusst, dass es Schneidwerkzeuge gibt, die speziell für diese Materialien entwickelt wurden, und durch den Wechsel auf eines dieser Werkzeuge können sie enorm Zeit und Geld sparen.“

Nr. 3: Hochleistungs- und anwendungsspezifische Werkzeuge sind aber deutlich teurer als das, was wir bisher gekauft haben. Wie rechtfertigen wir die Mehrkosten?

Wie Griebno gerade erwähnte, spart die Investition in eine optimierte Schneidwerkzeuglösung langfristig in der Regel Geld.

Rutherford von KYOCERA SGS bestätigt dies und merkt an, dass der Schneidwerkzeugverbrauch zwischen 3 und 5 Prozent der Gesamtkosten für die Fertigung eines Teils ausmacht; eine 30-prozentige Senkung der Werkzeugkosten oder eine 50-prozentige Erhöhung der Standzeit reduziert die Teilekosten daher nur um etwa 1 Prozent. Weitaus wichtiger ist die Zykluszeit.

„Deshalb ist der Schlüssel zu höherer Rentabilität in praktisch jeder Situation die Auswahl von Hochleistungswerkzeugen, die für die Anwendung optimiert sind“, sagt er. „Zum Beispiel lohnt sich der Aufpreis für ein beschichtetes Werkzeug fast immer, ebenso wie der Wechsel auf ein Werkzeug mit höherer Zähnezahl bei Schrupp- und Schlichtoperationen. Beides dient der Reduzierung der Zykluszeit, was am Ende des Tages mehr output bedeutet.“

Nr. 4: Das alles leuchtet ein, aber wer hat schon Zeit, neue Schneidwerkzeuge zu recherchieren und zu lernen, wie man sie einsetzt. Haben Sie Vorschläge?

Es ist nicht so schwierig, wie man denken mag. Abgesehen von den genannten Bildungsressourcen schlugen sowohl Rutherford als auch Griebno vor, dass Hilfe nur einen Anruf entfernt ist. Dennoch sollten Werkstätten Zeit für Tests neuer Sorten und Geometrien einplanen. Diese erfordern oft aggressivere Bearbeitungsparameter, als man erwarten würde, und wenn sie nicht richtig angewendet werden, versagt sogar ein optimiertes Schneidwerkzeug.

„Viele Betriebe fahren einmal im Jahr für Maschinenwartung herunter“, sagt Griebno. „Das ist ein hervorragender Zeitpunkt, um das Werkzeuglager zu durchforsten und zu bewerten, was funktioniert, was nicht, und Tests und Optimierungen neuer Werkzeuge durchzuführen. Das kann große Vorteile bringen, wenn der Betrieb wieder anläuft.“

Nr. 5: Was mache ich mit dieser Kiste alter Bohrer und Fräser? Und was ist mit meinen Werkzeughaltern? Müssen die auch ersetzt werden?

Beantworten wir die zweite Frage zuerst: Sehr wahrscheinlich. Werkzeughalter, die an ihren Anlagesflächen Kerben und Dellen aufweisen oder ein rostähnliches Erscheinungsbild zeigen, bekannt als Fretting, sollten entsorgt werden. Andernfalls überträgt sich dieser Schaden in schlechte Standzeiten und Teilequalität und kann auch die Werkzeugmaschine beschädigen. Und wie bei Schneidwerkzeugen sollten auch hier nur hochwertige Ersatzteile verwendet werden. Was die Kiste mit den ausgedienten Werkzeugen betrifft, die in den meisten Werkzeugkästen unten liegt, sagt Drew Strauchen, Executive Vice President der GWS Tool Group: Schicken Sie sie ihm.

„Insbesondere Instandhaltungswerkstätten sind ein großartiger Ort für den Einsatz aufgearbeiteter Werkzeuge“, sagt er. „Wir schleifen sie für einen Bruchteil der Kosten eines Neuteils nach und können Beschichtungen oder spezielle Schleifungen auftragen, um ihre Effektivität zu steigern. Achten Sie nur darauf, dass die Originalwerkzeuge nicht über den Punkt hinaus beansprucht wurden, an dem sie nicht mehr rettbar sind. Generell lässt sich aus einem gut gepflegten Schneidwerkzeug weit mehr Nachschleifungen herausholen als aus einem missbrauchten. Etwa 10 Prozent unseres Geschäfts entfallen auf Werkzeugaufbereitung, und MSC ist einer unserer bevorzugten Partner dabei ebenso wie bei Sonderwerkzeugen.“

Welche Fragen stellen Sie sich bei der Bewertung der Werkzeugauswahl Ihrer Werkstatt? Teilen Sie Ihre Gedanken und Erkenntnisse in den Kommentaren unten.

Wissen Sie, wann es Zeit ist, Ihre Werkzeuge zu optimieren oder zu ersetzen?

Für Werkstätten ist es essenziell zu wissen, wann Schneidwerkzeuge ausgetauscht werden müssen und womit.

Werkzeugschäden, die in einer Produktionswerkstatt normalerweise Alarm auslösen, werden manchmal übersehen oder missverstanden.

Minderwertige Werkzeuge können zu Verschwendung und Zeitverlust führen.

Welche Strategien oder Technologien nutzen Sie, um sicherzustellen, dass Ihre Werkzeuge in bestmöglichem Zustand sind? Teilen Sie Ihre Erkenntnisse in unserer Umfrage unten.

Was tun Sie, um Ihre Schneidwerkzeuge in bestmöglichem Zustand zu halten?