Y-Achsen-Abtrennen meistern: Ein einfaches Prinzip für fortschrittliche Zerspanung

Durch das Hinzufügen rotierender Werkzeuge zu Drehzentren lassen sich mehrere Aufspannungen in einer einzigen Maschine kombinieren – für einen schlankeren und produktiveren Zerspanungsprozess. Um dies zu ermöglichen, wurden in den 1990er Jahren Dreh-Fräszentren (Turn-Mill-Maschinen) eingeführt. Die ursprüngliche Idee war, das Antrieben eines Fräsers, Bohrers oder Gewindebohrers an einer oder mehreren Werkzeugpositionen im Revolver zu ermöglichen, um Einschränkungen der Polarininterpolation und anderer programmierbezogener Schwierigkeiten zu beseitigen.

Um die Reichweite zu verbessern, wurde ein zusätzlicher Wegsatz hinzugefügt, um das rotierende Werkzeug über die Spindelfläche zu bewegen. Dies wurde erreicht, indem die Werkzeuge an den Revolverseiten oder auf dessen Stirnseite montiert wurden, indem die Y-Achsen-Führungen auf einem schrägen Bett installiert wurden oder durch Verwendung eines unabhängigen Fräskopfes. Sowohl Maschinenhersteller als auch Anwender erkannten schnell die Vorteile der Integration von Fräs- und Drehoperationen.

Heute ist die Y-Achsen-Option in den meisten Multitask-Maschinen Standard und in vielen neuen Drehzentren optional.

Da ein potentieller Werkzeugbruch zu kostspieligen Maschinenstillständen oder Ausschuss führen kann, ist das Abtrennen (Parting Off) ein Prozessschritt, bei dem Hersteller keine Kompromisse bei der Sicherheit eingehen. Um den hohen Anforderungen an diese Werkzeuge gerecht zu werden, entwickelte Sandvik Coromant 2013 das System CoroCut® QD. Bei der Überlegung, wie sich dieses leistungsstarke System weiter verbessern ließe, begannen die Werkzeuentwickler, moderne Maschinen mit Y-Achsenkapazität zu betrachten. Das Ergebnis war eine Innovation, die mehr als nur das Werkzeugdesign betraf – eine völlig neue Methode: das Y-Achsen-Abtrennen.

Sehen Sie dieses kurze Video für eine Demonstration des Y-Achsen-Abtrennens mit CoroCut® QD.

Das Y-Achsen-Abtrenn-Prinzip

Das Prinzip hinter dem Y-Achsen-Abtrennen ist verblüffend einfach. Während herkömmliche Abtrennwerkzeuge zur X-Achse der Werkzeugmaschine ausgerichtet sind, wurde das Y-Achsen-Werkzeug einfach um 90° gegen den Uhrzeigersinn gedreht, um sich zur Y-Achse auszurichten. In einer konventionellen Werkzeugkonfiguration wird der relativ lange und schlanke Abtrennschneidenhalter im 90°-Winkel in das rotierende Werkstück gefahren. Die größte Schneidkraft entsteht durch die Schnittgeschwindigkeit, der Rest durch die Vorschubbewegung.

Die Folge ist ein resultierender Kraftvektor, der diagonal in das Werkzeug unter einem Winkel von etwa 30° einwirkt – also über einen sehr schwachen Querschnitt der Klinge. Um Werkzeugbruch zu vermeiden, wird dies durch Reduzierung des Klingenüberstands und Erhöhung der Klingenhöhe kompensiert, was wiederum manchmal die Verwendbarkeit des Werkzeugs einschränkt.

Indem man den Schneideneinsatz um 90° dreht und die Y-Achse nutzt, kann das Werkzeug mit seiner Stirnseite in das Werkstück schneiden, was den resultierenden Schneidkraftvektor nahezu mit der Längsachse der Klinge ausrichtet. FEM-Analysen des Sandvik-Coromant-F&E-Teams bestätigten, dass die neue Lösung kritische Spannungen eliminiert und die Klingensteifigkeit um mehr als das Sechsfache im Vergleich zum konventionellen Klingendesign erhöht.

Kurz gesagt: Beim Wechsel zum Abtrennen in der Y-Achsen-Ebene erhalten Sie eine günstige Richtung der Schneidkraft, was zu weniger Instabilität und Vibration führt. Das bedeutet, Sie können den Vorschub erhöhen, ohne Stabilität zu verlieren oder das Werkzeug zu brechen – für einen extrem sicheren und produktiven Abtrennprozess. So einfach ist das.

Laden Sie hier das praktische Infografik-PDF von Sandvik mit den fünf Gründen für Y-Achsen-Abtrennen herunter.