Die Auswahl der richtigen Werkzeugmaterialien und Beschichtungen spielt eine entscheidende Rolle im Drehverfahren. Sie beeinflusst die Effizienz, Präzision und Lebensdauer der Werkzeuge erheblich. In diesem Blogpost geben wir einen Überblick über verschiedene Werkzeugmaterialien, die Bedeutung und Arten von Werkzeugbeschichtungen sowie die Auswahlkriterien für Werkzeuge im Drehverfahren.
Überblick über verschiedene Werkzeugmaterialien
Die Wahl des richtigen Werkzeugmaterials ist entscheidend für die Leistung und Effizienz des Drehprozesses. Hier sind einige der gängigsten Werkzeugmaterialien:
Hartmetall
Hartmetall ist das am häufigsten verwendete Material für Drehwerkzeuge. Es besteht aus Wolframkarbidpartikeln, die in eine Metallmatrix eingebettet sind. Hartmetallwerkzeuge bieten eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit, was sie ideal für die Bearbeitung harter Materialien macht.
Keramik
Keramische Werkzeuge sind extrem hart und verschleißfest, aber auch spröde. Sie eignen sich besonders für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung von harten und abrasiven Materialien. Keramikwerkzeuge können Temperaturen widerstehen, bei denen andere Materialien versagen würden.
Schnellarbeitsstahl (HSS)
HSS-Werkzeuge sind zäher und weniger spröde als Hartmetall und Keramik, aber auch weniger hart und verschleißfest. Sie werden häufig für die Bearbeitung von weichen Materialien und für Anwendungen verwendet, bei denen Stoßbelastungen auftreten können.
Cermet
Cermet-Werkzeuge bestehen aus einer Mischung von Keramik und Metall. Sie bieten eine gute Kombination aus Härte, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit. Cermet-Werkzeuge sind besonders geeignet für die Feinbearbeitung und erzielen eine hervorragende Oberflächenqualität.
Kubisches Bornitrid (CBN)
CBN-Werkzeuge sind extrem hart und werden vor allem für die Bearbeitung von harten Stählen und Gusseisen eingesetzt. Sie bieten eine hohe Verschleißfestigkeit und können bei hohen Schnittgeschwindigkeiten verwendet werden.
Polykristalliner Diamant (PKD)
PKD-Werkzeuge sind die härtesten verfügbaren Schneidstoffe und eignen sich für die Bearbeitung von Nicht-Eisen-Metallen, Kunststoffen und Verbundwerkstoffen. Sie bieten eine hervorragende Verschleißfestigkeit und Oberflächenqualität, sind aber auch teuer.
Bedeutung und Arten von Werkzeugbeschichtungen
Werkzeugbeschichtungen verbessern die Leistung und Lebensdauer von Drehwerkzeugen erheblich. Sie bieten Schutz vor Verschleiß, Oxidation und hohen Temperaturen.
Bedeutung der Beschichtungen
Beschichtungen reduzieren die Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück, was zu geringerer Wärmeentwicklung und längerer Werkzeuglebensdauer führt. Sie schützen das Grundmaterial des Werkzeugs vor Verschleiß und Korrosion und ermöglichen höhere Schnittgeschwindigkeiten und Vorschübe.
Arten von Beschichtungen
- Titannitrid (TiN): Bietet eine hohe Härte und Oxidationsbeständigkeit, ideal für universelle Anwendungen.
- Titanaluminiumnitrid (TiAlN): Erhöhte Oxidationsbeständigkeit und Härte, geeignet für Hochgeschwindigkeitsbearbeitung.
- Titancarbinitrid (TiCN): Kombiniert Härte und Zähigkeit, gut für die Bearbeitung harter Materialien.
- Diamantbeschichtungen: Sehr harte und verschleißfeste Beschichtung, ideal für die Bearbeitung von abrasiven Materialien und Verbundwerkstoffen.
- Chromnitrid (CrN): Gute Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit, geeignet für Anwendungen, bei denen eine hohe Zähigkeit erforderlich ist.
Auswahlkriterien für Werkzeuge im Drehverfahren
Die Auswahl des richtigen Werkzeugs hängt von verschiedenen Faktoren ab, die die Effizienz und Qualität des Drehprozesses beeinflussen.
Material des Werkstücks
Die Härte, Zähigkeit und Abrasivität des Werkstückmaterials bestimmen die Wahl des Werkzeugmaterials und der Beschichtung. Härtere Materialien erfordern härtere Werkzeugmaterialien und verschleißfeste Beschichtungen.
Bearbeitungsbedingungen
Die Schnittgeschwindigkeit, Vorschubrate und Schnitttiefe beeinflussen die Werkzeugwahl. Hochgeschwindigkeitsbearbeitung erfordert Werkzeuge mit hoher Wärmebeständigkeit und Verschleißfestigkeit.
Oberflächenanforderungen
Die gewünschte Oberflächenqualität des Werkstücks bestimmt die Wahl des Werkzeugs. Für feine Oberflächen sind Werkzeuge mit hoher Präzision und minimalem Verschleiß erforderlich.
Maschinenkapazitäten
Die Leistung und Steifigkeit der Drehmaschine beeinflussen die Auswahl der Werkzeuge. Schwerere und stabilere Maschinen können härtere und robustere Werkzeuge verwenden.
Fazit
Die Auswahl der richtigen Werkzeugmaterialien und Beschichtungen ist entscheidend für die Optimierung des Drehverfahrens. Hartmetall, Keramik, HSS, Cermet, CBN und PKD bieten unterschiedliche Vorteile für verschiedene Anwendungen. Beschichtungen wie TiN, TiAlN, TiCN und Diamant verbessern die Werkzeugleistung erheblich. Die Berücksichtigung von Werkstückmaterial, Bearbeitungsbedingungen, Oberflächenanforderungen und Maschinenkapazitäten ist entscheidend für die Wahl des optimalen Werkzeugs im Drehverfahren.