CNC-Stoßmaschinen
Immer mehr gängige CNC-Werkzeugmaschinen erleichtern Meißelprozesse und erweitern die technologischen Möglichkeiten, insbesondere im Bereich der Stückfertigung, bei geringem Implementierungsaufwand. Obwohl Techniken, die als Nischentechnik gelten, in der Praxis immer noch verwendet werden, hat die Verbreitung numerisch gesteuerter Maschinen zu Anpassungen bestimmter Fertigungstechniken geführt, soweit möglich, im Hinblick auf deren Einsatz auf CNC-Maschinen, schreibt Dr. Eng. im MM Industrial Magazine. Radoslaw Morek.
Immer mehr gängige CNC-Werkzeugmaschinen erleichtern Meißelprozesse und erweitern die technologischen Möglichkeiten, insbesondere im Bereich der Stückfertigung, bei geringem Implementierungsaufwand. Obwohl Techniken, die als Nischentechnik gelten, in der Praxis immer noch verwendet werden, hat die Verbreitung numerisch gesteuerter Maschinen zu Anpassungen bestimmter Fertigungstechniken geführt, soweit möglich, im Hinblick auf deren Einsatz auf CNC-Maschinen, schreibt Dr. Eng. im MM Industrial Magazine. Radoslaw Morek.
Der Schlitzvorgang erfolgt hauptsächlich auf technologischen Maschinen, sogenannten Schlitzmaschinen. Auch bei der Bearbeitung von Zahnrädern (Nutenfräsen nach der Maag-Methode oder der Fellows-Methode) kommt diese Fertigungstechnik zum Einsatz. Bei der besprochenen Bearbeitung kommen auch Meißelaufsätze zum Einsatz, die auf Fräsmaschinen eingesetzt werden können. Eine parallel eingesetzte Methode ist das Hobeln – das Meißeln zeichnet sich dadurch aus, dass es überwiegend in vertikaler Richtung und auf kürzeren Abschnitten durchgeführt wird. Bei jedem Bearbeitungszyklus erfolgt der Ein- und Austritt in das Werkstückmaterial. Jedes Mal dringt es nicht allmählich in das Material ein, sondern mit dem gesamten Querschnitt der Schneidschicht, was sich erheblich – negativ – auf die Haltbarkeit der Werkzeugklinge auswirkt. Ein weiterer Nachteil dieser Art der Bearbeitung ist das Auftreten einer Rückbewegung (Leerlaufbewegung), die die Bearbeitungseffizienz verringert.
Oberflächen und Verarbeitungsparameter
Das Schlitzen wird zur Bearbeitung gerader Flächen, insbesondere zur Herstellung gerader äußerer und innerer Keilnuten, sowie zum Hinterschneiden, Anfasen und Erstellen von Profilformen eingesetzt. Dies liegt daran, dass die Hauptbewegung in diesem Prozess eine zyklisch ausgeführte Hin- und Herbewegung ist, die eine Kontinuität der Verarbeitung gewährleistet.
Abhängig von der zu bearbeitenden Form kann es erforderlich sein, Werkzeuge mit spezifischer Geometrie und Klingenkontur herzustellen. Heutzutage ermöglichen die verwendeten Techniken sogar das Meißeln von spiralförmigen Nuten, dies hängt jedoch von den Fähigkeiten des Steuerungssystems einer bestimmten Werkzeugmaschine ab. Darüber hinaus steht diese Art von Arbeit im Widerspruch zur klassischen Definition des Schlitzens, bei der die Bearbeitung geradliniger Flächen im Vordergrund steht.
Zu den Bearbeitungsparametern gehören die Dicke und Breite der Schnittschicht, die Vorschubgeschwindigkeit, die Schnittgeschwindigkeit (Arbeitsgeschwindigkeit) und die Leerlaufgeschwindigkeit (Rücklaufgeschwindigkeit). Die Dicke der Schnittschicht beträgt üblicherweise 0,05 bis 0,15 mm, abhängig von der Art des zu verarbeitenden Materials. Die Länge des gemeißelten Umrisses wiederum liegt normalerweise zwischen 2 und sogar 20 mm. Bei größeren zu bearbeitenden Löchern empfiehlt es sich, das Schlitzen in zwei Schritten durchzuführen: Schruppen und Schlichten. Die erste Qualitätsstufe (geometrische Genauigkeit, Oberflächenrauheit) zielt auf eine Bearbeitung mit höchstmöglicher Effizienz ab.
Schneidwerkzeuge
Das Schneidwerkzeug beim Schlitzverfahren ist ein einschneidiges Messer. Da seine Breite der gewünschten Breite der herzustellenden Nut entsprechen muss, kann es als Umformwerkzeug betrachtet werden. Das Anfasen der Ecken der Fliesen (0,1–0,2 × 45 Grad) erhöht deren Lebensdauer im Vergleich zu Fliesen mit scharfen Kanten. Die Herstellung der Keilnut erfolgt in mehreren Durchgängen des Werkzeugs.
Ein einschneidiges Messer hat einen relativ niedrigen Preis, was das Meißeln in der Einzel- und Kleinserienfertigung wirtschaftlich macht. Das Set beinhaltet einen Halter, einen Schneideinsatz und ausgewählte Adapter (quadratisch oder prismatisch), die auch den klassischen Einsatz in einer Stoßmaschine ermöglichen. Der Adapter ermöglicht die schräge Montage des Werkzeugs – in vier Positionen im 90-Grad-Winkel zueinander.
Vielseitige CNC-Maschinen
Der Einsatz moderner CNC-Fräs- und Drehmaschinen mit entsprechenden Werkzeugen und technologischer Ausrüstung ermöglicht das Meißeln von Kanälen für Keile und Keile (einzeln oder gleichzeitig), in zylindrischen und konischen Löchern (durchgehend oder blind), mit oder ohne Abschrägung an der Basis. Der entscheidende Aspekt hierbei ist der Einsatz von Vorschubantrieben von Werkzeugmaschinen: bei einer Fräsmaschine in der Z-Achse und bei einer Drehmaschine – in der X-Achse.
In der Vergangenheit wurde das Schlitzen im Extremfall auf einer Drehmaschine mit blockierter Hauptantriebsspindel durchgeführt, wobei der Bediener den Arbeitsvorschub und die Leerlaufbewegung (Rücklauf) des Reitstocks selbstständig mit einem Meißelmesser ausführte. Moderne Anlagen ermöglichen die Bearbeitung von Formlöchern (z. B. Vierkant oder Sechskant) sowie Spiralzähnen. Die Bearbeitung geformter Löcher ähnelt dem Räumprozess – mit dem Unterschied, dass das Werkzeug beim Räumen die komplette Bearbeitung in einem Durchgang durchführt und das Nutenfräsen mehrere Zykluswiederholungen erfordert.
CNC-Maschinen werden immer häufiger eingesetzt, wodurch Meißelvorgänge einfacher werden und die technologischen Möglichkeiten erweitert werden. In der Praxis kommen immer noch Techniken zum Einsatz, die gemeinhin als Nischentechnik gelten, aber immer mehr traditionelle Fertigungstechniken werden zunehmend angepasst, um sie auf numerisch gesteuerten Maschinen durchführen zu können. Die Zukunft dieser Art von Lösungen scheint im Zusammenhang mit der Entwicklung des STEP-NC-Standards interessant, der unter anderem dazu dient, zur Programmierung von CNC-Werkzeugmaschinen.
Der Artikel basierte unter anderem auf folgenden Materialien: Eurometal GmbH.
Veröffentlichungsdatum: 20.10.2022
