Einbringen von Bohrungen und Gewinden kleiner Durchmesser in randschichtgehärtete Werkstücke

FKM 1996
Heft Nummer 214
Vorhaben Nr. 177

Kurzfassung:

Der Komplettbearbeitung von Bauteilen in möglichst einer Aufspannung auf einer Werkzeug- maschine kommt in Zukunft immer mehr Bedeutung zu. Dies trifft auch auf gehärtete Werkstücke zu. Neben dem Einbringen von Bohrungen in gehärtete und hochvergütete Werkstücke nach der Wärmebehandlung ist daher auch die Gewindeeinbringung in diese Bauteile notwendig. Nachdem die Bohrbearbeitung randschichtgehärteter Werkstoffe im AiF-Vorhaben 8081 Bohren gehärteter Stähle untersucht wurde und prozesssicher einsetzbar ist, wurden im Rahmen dieses Fortsetzungsvorhabens die Problemstellungen Stufenbohrungen, Komplexbohrungen, Fasen und Gewinden untersucht. Das Einbringen von Gewinden in randschichtgehärtete Bauteile stellt besondere fertigungstechnische Probleme dar, die einerseits in der vorhandenen Härte des Werkstücks, andererseits durch den Härtegradienten zum Werkstoffkern hin begründet sind. Versuche mit Hartmetallwerkzeugen sind wenig erfolgreich verlaufen, d.h. die eingesetzten Werkzeuge fielen unkontrolliert durch Bruch aus. Durch einen verlängerten Anschnitt, einen gedrallten Schneiden bereich in Verbindung mit einem hoch Co-haltigen HSS-Schneidstoff konnten Standmengen von etwa 30 Gewinden erreicht werden. Wirtschaftliche Standmengen sind damit mit den derzeit zur Verfügung stehenden Schneidstoffen beim Gewinden randschichtgehärteter Stähle nur dann erreichbar, wenn durch konstruktive Umgestaltung der Fasengeometrie die Gewindeeinbringung ausschließlich im ungehärteten Werkstoffmaterial bzw. im übergangsbereich erfolgt. Wenn im Rahmen von Weiterentwicklungen auf dem Gebiet der Feinstkornhartmetalle oder Cermets neue Werkzeuggeometrien mit hoher Härte, Zähigkeit und Biegefestigkeit gefertigt werden können, bieten diese für das Hartgewinden ein hohes Potential und sollten für das Gewinden in einsatzgehärteten Bauteilen herangezogen werden. Insgesamt haben die Untersuchungen zum Bohren, Fasen und Gewinden gezeigt, dass das Bearbeiten von randschichtgehärteten Werkstücken unter Berücksichtigung von Randbedingungen prozesssicher erfolgen kann. Mit den gewonnenen Erkenntnissen lassen sich bestehende Fertigungsabläufe umgestalten oder neue grundsätzlich kürzer auslegen, indem nach einer Vorbearbeitung das Härten und abschließend die Bohrungs- und Gewindeeinbringung erfolgen kann. Durch die Ausstattung von Drehmaschinen mit angetriebenen Werkzeugen ist damit die Komplettbearbeitung im gehärteten Werkstoffzustand gegeben. Berichtsumfang:
73 S., 31 Abb., 116 Lit. Beginn der Arbeiten:
01.12.1992 Ende der Arbeiten:
31. 12. 1994 Zuschussgeber:
BMWi / AiF-Nr. 9168 Forschungsstelle:
Institut für Fertigungstechnik und Span ende Werkzeugmaschinen, Universität Hannover
Institutsleiter:
Prof. Dr.-lng. Dr.-lng. E.h. H. K. Tönshoff Bearbeiter und Verfasser: Dr.-lng. H.-G. Wobker Dipl. -lng. W. Spintig Obmann des Fachkreises:
R. Ankenbrand, Fa. Flender AG, Bocholt Vorsitzender des Beirates:
Prof. Dr.-lng. H. Kipphan Heidelberger Druckmaschinen AG, Heidelberg