Kundenspezifische Hartmetalleinsätze Fertigungsservice

Hauptaspekte der Konstruktion von Hartmetall-Wendeplatten

1. Geometrie:
   
   • Form: Einsätze gibt es in verschiedenen Formen (z. B. dreieckig, quadratisch, rund, rautenförmig oder rhombisch), die jeweils für bestimmte Anwendungen geeignet sind. Zum Beispiel:
     
     • Runde Einsätze: Ideal für Fräsarbeiten mit hohem Vorschub oder Konturenfräsen.
     • Quadratische Einsätze: Zum allgemeinen Fräsen oder Drehen mit starken Schneiden.
     • Dreieckige Einsätze: Üblich für das Drehen, bietet Vielseitigkeit mit mehreren Schneiden.
   • Winkel der Harke: Der Winkel der Schneidfläche beeinflusst die Spanbildung und die Schnittkräfte. Positive Spanwinkel reduzieren die Schnittkräfte und werden für weichere Materialien verwendet, während negative Spanwinkel stärkere Kanten für härtere Materialien oder schwere Schnitte bieten.
   • Freiraum-Winkel: Der Winkel zwischen der Wendeschneidplatte und dem Werkstück verhindert Reibung und sorgt für einen gleichmäßigen Schnitt. Typischerweise 5°-15°, je nach Anwendung.
   • Radius der Nase: Die abgerundete Spitze der Wendeschneidplatte wirkt sich auf die Oberflächengüte und die Festigkeit aus. Kleinere Radien werden für Präzisions- und leichte Schnitte verwendet, während größere Radien für schwerere Schnitte geeignet sind, aber die Vibrationen erhöhen können.
2. Chip-Breaker-Design:
   
   • Spanbrecher sind Nuten oder Merkmale auf der Oberseite der Wendeplatte, die die Spanbildung kontrollieren und die Späne vom Werkstück wegleiten, um Schäden zu vermeiden und die Sicherheit zu erhöhen. Die Ausführungen variieren je nach Material und Schnittbedingungen:
     
     • Spanbrecher für leichte Aufgaben: Für niedrige Vorschubgeschwindigkeiten und weiche Materialien.
     • Hochbelastbare Spanbrecher: Für hohe Vorschubgeschwindigkeiten und härtere Materialien wie Edelstahl.
     • Die Geometrie des Spanbrechers ist auf bestimmte Vorschübe, Schnitttiefen und Materialarten (z. B. Stahl, Aluminium oder Titan) zugeschnitten.
3. Material und Beschichtung:
   
   • Grundmaterial: Wolframkarbid liefert die Kernhärte, während Kobalt (typischerweise 6-12%) die Zähigkeit erhöht. Die Karbidkorngröße (submikron bis grob) beeinflusst den Kompromiss zwischen Härte und Zähigkeit.
   • Beschichtungen: Beschichtungen, die mit Techniken wie Chemical Vapor Deposition (CVD) oder Physical Vapor Deposition (PVD) aufgebracht werden, erhöhen die Verschleißfestigkeit und verringern die Reibung. Zu den gängigen Beschichtungen gehören:
     
     • Titannitrid (TiN): Universell einsetzbar, verschleißfest.
     • Titancarbonitrid (TiCN): Für Hochgeschwindigkeitsschneiden.
     • Aluminiumoxid (Al2O3): Für Hochtemperaturanwendungen.
     • Diamantähnliche Beschichtungen: Für Nichteisenwerkstoffe wie Aluminium.
   • Mehrschichtige Beschichtungen vereinen Eigenschaften, die sie vielseitig für verschiedene Materialien und Bedingungen einsetzbar machen.
4. Montage- und Klemmeigenschaften:
   
   • Die Einsätze sind mit Löchern, Fasen oder Senkungen für die sichere Montage auf Werkzeughaltern versehen. Übliche Befestigungsarten sind:
     
     • Aufschrauben: Ein zentrales Loch zur Schraubbefestigung.
     • Anklammern: Von einer Klemme ohne Bohrung gehalten, oft für Einsätze mit negativem Spanwinkel.
   • Die Grundgeometrie der Wendeschneidplatte (flach oder mit Fixierungsmerkmalen) gewährleistet eine präzise Positionierung und Stabilität beim Schneiden.
5. Vorbereitung der Kante:
   
   • Die Schneidkanten können geschliffen (leicht abgerundet) oder abgeschrägt sein, um die Kantenfestigkeit zu erhöhen und Ausbrüche zu vermeiden, insbesondere bei unterbrochenen Schnitten oder harten Materialien.
   • Scharfe Kanten werden bei weichen Materialien oder bei der Endbearbeitung eingesetzt, um die Schnittkräfte zu minimieren und die Oberflächengüte zu verbessern.
6. Größe und Dicke des Einsatzes:
   
   • Die Größe der Wendeschneidplatten richtet sich nach dem Inkreisdurchmesser (IC) oder der Schneidenlänge, was sich auf die Schnitttiefe und Stabilität auswirkt. Ein größerer IC (z. B. 12 mm) wird beispielsweise für schwere Bearbeitungen verwendet.
   • Die Dicke wirkt sich auf die Steifigkeit aus, wobei dickere Einsätze für Anwendungen mit hohen Kräften geeignet sind.

Designstandards und Kodierung

• ISO/ANSI-Normen: Die Einsätze sind genormt (z. B. ISO 1832) und haben ein Codesystem, das Form, Größe, Toleranz und Merkmale beschreibt. Zum Beispiel, ein Code wie CNMG 120408 zeigt an:
  
  • C: Form (rhombisch, 80°).
  • N: Freiraumwinkel (0°, neutral).
  • M: Toleranzklasse.
  • G: Spänebrecher und Befestigungsart.
  • 12: IC-Größe (12 mm).
  • 04: Dicke (4 mm).
  • 08: Nasenradius (0,8 mm).
• Diese Codes helfen Zerspanern bei der Auswahl von Wendeschneidplatten für bestimmte Werkzeuge, Materialien und Bearbeitungen.

Anwendungen und Designüberlegungen

• Werkstoffspezifische Ausführungen: Die Einsätze sind für Materialien wie Stahl, Gusseisen, Aluminium oder Superlegierungen optimiert. Zum Beispiel:
  
  • Aluminium erfordert scharfe Kanten und polierte Oberflächen, um Materialablagerungen zu verhindern.
  • Gehärtete Stähle benötigen zähe Wendeschneidplatten mit negativen Spanwinkeln und robusten Beschichtungen.
• Schnittbedingungen: Bei der Konstruktion werden Geschwindigkeit, Vorschub und Schnitttiefe berücksichtigt. Für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung können PVD-beschichtete Wendeschneidplatten verwendet werden, während beim schweren Schruppen dickere, CVD-beschichtete Wendeschneidplatten zum Einsatz kommen.
• Nachhaltigkeit: Moderne Designs setzen auf mehrkantige Einsätze (z. B. dreieckige Einsätze mit sechs nutzbaren Kanten), um Abfall und Kosten zu reduzieren.