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Technik

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Precision machine shop bench with a row of HSS-E twist drills in a holder and a machined steel block with a bored hole
Technik

Zubehör für technische Werkzeuge, das Maßhaltigkeit bei gehärteten, rostfreien und aluminiumhaltigen Werkstücken gewährleistet.

Bohrer, Entgratwerkzeuge und Schleifmittel, ausgewählt nach Werkstückhärte, Späneverhalten und Toleranzklasse.

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Ein allgemeiner Maschinenbau-Betrieb kauft Schneidwerkzeuge anhand dreier Fragen: wie sich das Werkzeug in der jeweiligen Werkstoffgüte verhält, welche Oberflächenqualität es erzielt und welchen Toleranzbereich es bei einer Zeichnungsangabe mit h6 oder H7 einhält. Ein Werkzeug, das sich bei Formstahl bewährt, kann bei rostfreiem Stahl bereits nach einem einzigen Werkstück versagen, weil beide Werkstoffe die Wärme vom Schneidrand auf völlig unterschiedliche Weise ableiten. Auf dieser Seite wird dargestellt, welcher Grundwerkstoff, welche Beschichtung und welche Geometrie für jede Werkstofffamilie vorgesehen sind – sowie wie jede Auswahl überprüft werden kann.

Branchenüberblick

Vier Variablen, die das Ergebnis bestimmen

Das Unterscheidungsmerkmal des allgemeinen Maschinenbaus ist die Vielfalt: Derselbe Bearbeitungszentrum schneidet morgens Formstahl und nachmittags Aluminium – mit Werkzeugen, die innerhalb einer Spindelaufnahme austauschbar sind. Diese Vielfalt führt dazu, dass ein Werkzeug, das allein anhand einer Katalogangabe ausgewählt wurde, versagt; daher werden die vier folgenden Variablen pro Werkstückfamilie und nicht einheitlich für den gesamten Betrieb ermittelt.

Typische Ausrüstung
BT40- und HSK-A63-Bearbeitungszentren, CNC-Drehmaschinen mit angetriebenen Werkzeugen, Senk- und Draht-EDM-Maschinen, Revolverfräsmaschinen, Säulenbohrmaschinen, Flachschleifmaschinen, Werkzeug- und Fräser-Schleifmaschinen.
Verarbeitete Materialien
formstahl 1.2311 und 1.2738, Warmarbeitsstahl 1.2344, Kaltarbeitsstahl 1.2379, 42CrMo4, Edelstahl 1.4301 und 1.4404, duktiler Gusseisen GGG40, Aluminium 6061 und 7075, Inconel 718, Ti-6Al-4V, unverstärkte sowie glasfaserverstärkte Thermoplaste.
Geltende Normen
DIN 338 und DIN 340 für Spiralbohrer, DIN 1835 für Parallel-Schaftsformen, ISO 286-1 und ISO 286-2 für Passungen, ISO 1101 für geometrische Toleranzen, ISO 4287 für Oberflächenstruktur, ISO 68-1, ISO 261 und ISO 965-1 für metrische Gewinde, ISO 2768 für allgemeine Toleranzen, ISO 6508-1 für Härte.
Beobachtete Versagensarten
Kantenabplatzungen bei unterbrochenem Schnitt, Aufbauschneide bei Aluminium, Flankenverschleiß mit erhöhter Rauheit, Bohrerabweichung beim schrägen Einstich, Durchbruch am Austritt einer Querbohrung, Spannfutterrutschen und Werkzeugauszug, Mikrorissbildung in einer Aufschmelzschicht, steigende Kosten pro Kavität aufgrund des Einsatzverbrauchs.
Betriebliche Herausforderungen

Drei Ausfälle, die den Betrieben Geld kosten

Jede Herausforderung beschreibt zunächst, was schiefgeht, dann die geometrische oder materielle Entscheidung, die dagegen hilft.

Herausforderung 1

Unterbrochene Schnitte führen bei gehärtetem Stahl zu Kantenabplatzungen an der Schneidkante.

Das Schneiden eines gehärteten Werkstücks mit einer Universal-Schneidkante führt zu Ausbrüchen statt zu einem schrittweisen Verschleiß, weil Ein- und Austrittsstöße sich am Schneidkantenradius konzentrieren. Wo die Kante ausbricht, erfolgt statt des Schneidens ein Schaben, weshalb die Fertigbearbeitungszugabe erneut bei geringerer Vorschubgeschwindigkeit entfernt werden muss – das Teil benötigt daher länger zur Fertigstellung als im vorgesehenen Bearbeitungsplan vorgesehen. Derselbe Werkzeugtyp in derselben Aufnahme für ungehärteten Formstahl zeigt kein derartiges Ergebnis; daher wird der Werkstoff des Werkzeugs je nach Werkstück und nicht je nach Betrieb ausgewählt.
Amsuo-Reaktion

Ausbrüche bei unterbrochenem Schnitt → Bohrer aus mikrokornigem Hartmetall mit AlCrN-Beschichtung.

Die Korngröße und der Kobaltgehalt sind so ausgewogen, dass die Schneide die Härte besitzt, um abrasivem Verschleiß bei gehärtetem und legiertem Stahl standzuhalten, während gleichzeitig ausreichend Querbruchfestigkeit erhalten bleibt, um Eintritts- und Austrittsschläge aufzunehmen. Die AlCrN-Beschichtung behält ihre Oxidationstemperatur oberhalb des Temperaturbereichs bei, der beim trockenen Drehen von gehärtetem Stahl erreicht wird; daher wird die Schneide durch eine stabile Schicht geschützt – nicht durch ein Oxid, das sich bildet und abplatzt. Ein definerter Schneidenradius entfernt die scharfe, spröde Kante, die als Erstes ausbricht.
Herausforderung 2

Aufgebauter Schneidkeil bei Aluminium verschmiert die Oberfläche.

Das Schneiden von Aluminium mit einer Geometrie, die für Stahl ausgelegt ist, erzeugt eine Aufbauschneide, die sich an der Spanfläche festsetzt und dann abreißt, wobei Partikel des Werkstücks mitgerissen werden. Dort, wo dies geschieht, liest sich die Oberfläche rauer als in der Zeichnung vorgesehen, und eine Polieroperation taucht in der Fertigungsroute auf, obwohl sie ursprünglich nicht geplant war. Bei hochfestem Aluminium zeigt sich derselbe Mechanismus als Maßabweichung, weil die Aufbauschneide den effektiven Schneidradius von Teil zu Teil verändert.
Amsuo-Reaktion

Aufbauschneide auf Aluminium → Miniatur-Geradschaft-Bohrer und Fräskörper mit polierter Schneidfläche.

Die Schneidfläche ist poliert, sodass kein mechanischer Angriffspunkt für das Aluminium zum Verschweißen vorhanden ist; zudem ist die Nut- und Zahngeometrie so gestaltet, dass der Span vom Schneidrand weggeführt wird und nicht erneut zerschnitten wird. Wo eine Beschichtung die Reibung gegenüber einem weichen, reaktiven Werkstoff erhöhen würde, bleibt die Schneidfläche unbeschichtet, während nur die Freifläche beschichtet ist – dies verhindert die Bildung einer Aufbauschneide, ohne die Verschleißfestigkeit der Freifläche einzubüßen.
Herausforderung 3

Ein Bohrer wandert bei schrägem Einstieg und bricht an einem Querloch aus.

Der Einstieg in eine gekrümmte oder geneigte Oberfläche mit einer Standard-Schneidenspitze lässt die Spitze „wandern“, bevor die Nuten eingreifen. Wenn das Loch außerhalb der vorgesehenen Position auf einem Teilungskreis landet, wird das Bauteil entweder nachgearbeitet oder aussortiert – diese Entscheidung fällt direkt an der Maschine und nicht erst bei der Prüfung. Beim Austritt aus einem Querloch drückt dieselbe Geometrie die letzte Wandstärke heraus, anstatt sie zu schneiden, wodurch ein Grat entsteht, der vor der Messung des Bauteils entfernt werden muss.
Amsuo-Reaktion

Bohrer-Wandern und -Ausbrechen → Bohrer mit Standardlänge mit einer geteilten Spitze und einem geschliffenen H6-Schaft.

Die Verdünnung des Werkzeugs hinter dem Trennpunkt verringert die axiale Kraft, die zum Beginn des Schnitts erforderlich ist – genau diese Kraft verhindert das Abrutschen der Spitze auf einer geneigten Oberfläche, bevor die äußeren Ecken eingreifen. Ein kobaltlegierter Schnellarbeitsstahl erhöht die Warmhärte, sodass die Schneide bei höheren Temperaturen in Edelstahl ohne schnellen Flankenverschleiß bestehen bleibt; Langstreckenausführungen werden mit derselben Spitzengeometrie geschliffen statt mit einer abgerundeteren Kompromissgeometrie. Der Schaft ist nach der ISO-286-1-Toleranzklasse h6 geschliffen, was eine wiederholbare Halterung in einer Spannfutter und die Vermeidung des Herausrutschens durch einen zu kleinen oder ovalen Schaft gewährleistet.
Macro view of a reamed bore through a steel block showing fine tool marks and a chamfered entry edge
Produktfamilien

Die Produktfamilien, die für diese Anwendung geeignet sind

Drill Bits

Bohrspitzen

Bohren gehärteter, legierter und rostfreier Werkstoffgruppen

Antworten: Kantenausbrüche beim unterbrochenen Einstieg

Norm: DIN 338

Jobber Length Drill Bits

Bohrer mit Standardlänge

Universalbohren mit zeichnungsgerechter Toleranz

Antworten: Bohrerablenkung und Durchbruch am Austritt

Norm: DIN 338

Taper Shank Drill Bits

Kegelstift-Bohrer

Großdurchmesser-Arbeiten an Fräs- und Säulenbohrmaschinen

Antworten: Schaftrutschen in der Maschinenaufnahme

Norm: DIN 1835

Miniature Straight Shank Drill Bit

Miniatur-Bohrer mit geradem Schaft

Kleindurchmesser-Arbeiten, Kühlkanäle und Vorbohrlöcher

Antworten: Bruch durch übermäßigen Schub

Burrs

Grate

Entgraten, Abrunden und Kantenbearbeitung

Antworten: Grat an der Austrittsstelle eines Querlochs

Circular Saw Blades

Kreissägeblätter

Schneiden von Stäben und Profilmaterial auf Länge

Antworten: Zahnschäden durch Härtespots

Router Bits for Wood

Fräser für Holz

Schneiden von Werkzeugplatten und Mustermaterial

Antworten: Kantenschleifverschleiß durch abrasive Füllstoffe

Normen und Spezifikationen

Die Zahlen hinter den Behauptungen

Die Tabelle nennt den Parameter, die Norm, die ihn festlegt, und den Grund, warum die Qualitätsfunktion eines Werks ihn prüft.

Parameter Referenznorm Was die Norm festlegt Warum der Käufer ihn prüft
Abmessungen von Spiralbohrern DIN 338 / DIN 340 Durchmesserreihen und Proportionen von Spiralbohrern mit Parallel-Schaft Ein Bohrer muss in einem bereits für die Aufgabe eingerichteten Halter austauschbar sein
Schaftform von Parallel-Schaft-Werkzeugen DIN 1835 Die für Parallel-Schaft-Werkzeuge verwendeten Schaftformen Die Schaftform bestimmt, wie das Werkzeug gehalten wird und ob es verrutschen kann
Passungen für Bohrungen und Wellen ISO 286-1 / ISO 286-2 Das ISO-Toleranzsystem und die Tabellen der Grenzabmaße die Toleranzangaben h6 und H7 werden von beiden Parteien aus denselben Tabellen entnommen
Härteprüfung ISO 6508-1 Verfahren für die Rockwell-Härteprüfung und dessen Verifizierung Untergrund- und Behandlungsangaben sind nur vergleichbar, wenn die Prüfmethode genannt ist
Oberflächentextur ISO 4287 Wie Oberflächenrauheitsparameter definiert und angegeben werden Eine Oberflächenangabe muss auf beiden Seiten dieselbe Bedeutung haben
Geometrische Tolerierung ISO 1101 Wie Form-, Orientierungs-, Lage- und Lauf-Toleranzen angegeben werden Die Messmethode muss der Angabe in der Zeichnung entsprechen
Allgemeine Toleranzen ISO 2768 Standardtoleranzen, falls in der Zeichnung keine angegeben ist Teile werden anhand einer festgelegten Standardtoleranz und nicht anhand einer angenommenen beurteilt
Metrische Gewindeprofile ISO 68-1 / ISO 261 / ISO 965-1 Grundgewindeprofil, allgemeiner Plan und Toleranzen für metrische ISO-Gewinde Gewindebohrungen und Gewindeschäfte werden nach denselben Kriterien beurteilt
Wie wir überprüfen

Organisiert nach Methode, nicht nach einer veröffentlichten Kennzahl

Die Prüfung beginnt mit der Zeichnung. Maßliche und geometrische Prüfungen erfolgen anhand der Norm, die das Merkmal festlegt: DIN 338 und DIN 340 für Proportionen von Spiralbohrern, DIN 1835 für Parallelstiele, ISO 286-1 und ISO 286-2 für Passungsgrade, ISO 1101 für Form- und Lageabweichungen sowie ISO 2768, falls auf der Zeichnung keine Einzeltoleranzen angegeben sind. Die Härte wird nach der in ISO 6508-1 genannten Methode überprüft, und die Oberflächenbeschaffenheit wird – sofern spezifiziert – anhand der Parameterdefinitionen gemäß ISO 4287 gemessen. Gewinde-Merkmale werden anhand der oben genannten metrischen Gewindenormen geprüft.

Jede Charge ist bis zum Materialzertifikat für den verwendeten Stahl- oder Hartmetall-Rohstoff nachverfolgbar, sodass eine Anfrage zu einem ausgelieferten Werkzeug anhand der Chargenakte – und nicht aus Erinnerung – beantwortet werden kann. Falls eine Prüfung über die übliche Chargenkontrolle hinaus erforderlich ist – etwa eine Beschichtungsprüfung –, wird diese auf Anfrage durchgeführt, und das Ergebnis wird unter Angabe der angewendeten Methode dokumentiert. Falls eine Prüfung für eine Werkzeugfamilie nicht zutrifft, wird dies ausdrücklich angegeben, statt sie einfach zu berichten.

Anpassung & Lieferung

Drei Engagementstufen, eine Abfolge

Werkzeuge für einen Einzelfertiger werden üblicherweise durch das Werkstück und nicht durch die Marke spezifiziert.

Stufe 1 – Eigenmarke
das Etikett des Käufers wird auf bereits für die betreffende Werkstückfamilie qualifizierte Werkzeuge aufgebracht, wobei die Geometrie unverändert bleibt.
Stufe 2 – Verpackung & Spezifikation
die Geometrie bleibt unverändert, während sich Verpackung, Größenkennzeichnung und Werkzeugidentifikation ändern – was insbesondere dann von Bedeutung ist, wenn ein Betrieb Werkzeuge aus einer Werkzeugausgabe heraus vergibt und eine Schneide bis zur Charge zurückverfolgen muss.
Stufe 3 — Muster- und zeichnungsgesteuert
ein spezieller Schritt, eine Eckradius-, Pilotdurchmesser- oder Schaftmodifikation wird anhand der Musterteile oder Zeichnungen des Käufers geschliffen; dies erfolgt unter Unterstützung einer Design-for-Manufacture-Analyse, die vor der Fertigung des ersten Musters zurückgegeben wird. Die Entwicklung auf Stufe drei stützt sich auf unsere eigene Konstruktionsarbeit, zu der auch ein Designpatent für ein adaptives Sechskant-Schaft-Werkzeugzubehör gehört. Ein spezielles Werkzeug geht von vier Eingaben aus: der Werkstückbezeichnung, der Bearbeitungsoperation, der Maschinenschnittstelle und der einzuhaltenden Toleranz. Die Zeichnung oder das Muster wird geprüft, der Schleif- und Beschichtungsprozess festgelegt, und ein Erstmusterbericht – mit Angaben zu Geometrie und Härte – wird erstellt, bevor die Geometrie für die Serienfertigung freigegeben wird. Ergibt die Prüfung eine Geometrieänderung, beginnt der Prozess mit der überarbeiteten Zeichnung erneut.
FRAGEN DER KÄUFER

Was Einkaufsteams als Erstes fragen

Wie wird ein Schneidwerkzeug für ein bestimmtes Werkstück kalkuliert?

Der Preis wird pro Werkzeug für eine benannte Werkstückwerkstoffgruppe angegeben, da sich Substrat und Beschichtung mit dem Werkstoff ändern und beide nicht als ein Posten behandelt werden können. Ein Werkzeug für gehärteten Werkzeugstahl und ein Werkzeug für weiches Aluminium unterscheiden sich in der Sorte, in der Schneidenvorbereitung und in der Beschichtung; eine pauschale Preisangabe würde diese Unterschiede verschleiern. Senden Sie die Werkstoffbezeichnung und die Bearbeitungsart – das Angebot wird auf dieser Grundlage erstellt.

Was ist die kleinste Bestellmenge für eine Sondergeometrie?

Kataloggrößen werden über den Lagerweg angeboten; eine speziell geschliffene Geometrie erfordert eine eigene Schleif- und Beschichtungseinrichtung und wird separat kalkuliert. Sobald eine Geometrie etabliert ist, kann sie gemeinsam mit anderen Chargen gefertigt werden; wir teilen Ihnen bereits im Angebot mit, ob eine bestimmte Sondergeometrie eine Einrichtung mit einer bestehenden Geometrie teilen kann oder ob sie eigenständig eingerichtet werden muss.

Können wir vor einer Vertragsbindung ein Erprobungswerkzeug einsetzen?

Ja. Versuchswerkzeuge werden für eine angegebene Werkstückqualität und Schnittbedingung bereitgestellt, sodass das Ergebnis mit Ihren bereits vorliegenden Daten verglichen werden kann – nicht mit einer unzusammenhängenden Aufgabe. Teilen Sie uns Maschine, Spannmittel und Annahmekriterium mit; das Versuchswerkzeug wird dann genau darauf kalkuliert.

Wie lange beträgt die Durchlaufzeit für eine Produktionscharge?

Standardgrößen werden nach Freigabe der Muster freigegeben; Sonderanfertigungen folgen, sobald Schleif- und Beschichtungsprozess abgeschlossen sind – wobei die Beschichtung als eigenständiger Schritt in der Abfolge gilt. Hängt ein Auftrag von einem festen Termin ab, ist der Beschichtungstermin bereits beim Auftrag zu bestätigen – nicht erst nach dem Schleifen der Werkzeuge.

Welche Unterlagen begleiten die Werkzeuge?

Standardgrößen werden mit einer Chargenprüfbescheinigung geliefert, die Passung des Schaftes, Härte und Schlüsselmaße abdeckt. Sonderanfertigungen werden mit einem Erstbemusterungsbericht geliefert, der zusätzlich die geschliffene Geometrie gemäß Zeichnung enthält. Beschichtungsprotokolle sowie werkstückspezifische Lebensdauerdaten werden pro Werkzeugfamilie archiviert und auf Anfrage ausgehändigt.

Bereit, es auszuwählen?

Senden Sie die Werkstoffbezeichnung und die Bearbeitungsart. Geben Sie die Güte, die Maschine und die Toleranzangabe an – wir nennen Ihnen dann das dafür vorgesehene Substrat, die Beschichtung und die Kantenbearbeitung und weisen Sie darauf hin, wo unser Lieferprogramm die von Ihnen geforderte Toleranz nicht einhalten kann.

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