Meister der Eisenbearbeitung

Mit Kennametals neuen Planfräsern lassen sich selbst schwer zu bearbeitende Gusseisenwerkstoffe mühelos zerspanen

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Kennametals Mill 16

Eisen ist nach Gewicht das am häufigsten vorkommende Element auf der Erde. Seit über zweieinhalbtausend Jahren wird es in der Landwirtschaft, im Brückenbau, im Haushalt und für Kriege genutzt. Ohne Eisen hätte es keine industrielle Revolution gegeben. Wir hätten weder Züge, noch Autos oder Werkzeugmaschinen. Und wir würden immer noch in einer Agrargesellschaft leben. Eisen ist also schlichtweg das wichtigste Metall der Geschichte.

In der Gruppe der Metalle gibt es einen neuen Werkstoff, der die Hersteller aufhorchen lässt. Für Autohersteller wird es immer wichtiger, Kraftstoff sparende und umweltfreundliche Fahrzeuge herzustellen. Daher wenden sie sich von den traditionellen Eisenwerkstoffen wie Grauguss und Kugelgraphitguss ab und setzen vermehrt auf Gusseisen mit Vermiculargraphit (Compacted graphite iron – CGI). Gegenüber den herkömmlichen Werkstoffen verfügt dieser auch mit der Abkürzung GGV bezeichnete Werkstoff über zum Teil deutlich bessere mechanische Eigenschaften.

Leider ist Gusseisen mit Vermiculargraphit auch schwieriger zu zerspanen. Für die Bearbeitung kommen nur zähe und verschleißfeste Zerspanungswerkzeuge in Frage. Bedenkt man, dass in allen produzierenden Industrien immer mehr auf kosteneffiziente Zerspanungslösungen gedrängt wird, sollten die Stückkosten bei einem Einsatz des neuen Werkstoffes sinken, die Werkzeugstandzeit hingegen sollte sich verlängern. Unter den Planfräsern erfüllt der Mill 16 diese hohen Anforderungen.

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Die oktogonale 2-seitige Wendeschneidplatte hat 16 effektive Schneidkanten und bietet geringste Werkzeugkosten pro Werkstück

«Im Vergleich zu Grauguss hat Gusseisen mit Vermiculargraphit ein geringeres Gewicht und eine größere Festigkeit. Es eignet sich damit bestens für Bauteile, die sowohl thermischer als auch mechanischer Belastung ausgesetzt sind, wie Zylinderblöcke und Zylinderköpfe für Personen- und Lastkraftwagen, Abgaskrümmer und Teile von Bremsen», erklärt Marcelo Campos, Senior Global Product Manager und zuständig für die Fräsbearbeitung mit Wendeschneidplatten-Werkzeugen. «Ebenso wie andere Gusseisenwerkstoffe ist Gusseisen mit Vermiculargraphit jedoch ziemlich abrasiv und schwer zu zerspanen.

Wir haben den Mill 16 als besten Planfräser seiner Klasse entwickelt und fertigen ihn sowohl für die Bearbeitung von Gusseisen mit Vermiculargraphit als auch für die Zerspanung aller anderen Gusseisensorten. Denn die herkömmlichen Gusseisenwerkstoffe finden nach wie vor breite Verwendung, so zum Beispiel in Getrieben, Gehäuseteilen, Pumpen und anderen Komponenten für Automobile und Land- und Baumaschinen.»

Laut Campos bietet der Mill 16 folgende Vorteile:

  • Beim Mill 16 kann zwischen Fräserkörpern mit mittlerer und enger Teilung gewählt werden. Der Fräserkörper ist mit einem innovativen Keilklemmung ausgestattet. Dadurch verringern sich die Rüst- und Stillstandzeiten. Jeder Plattensitz des Fräserkörpers und jede Schneidkante der Wendeschneidplatten ist mit einer Nummer versehen. Dies gewährleistet eine hohe Rund- und Planlaufgenauigkeit und eine einfache Einstellung, wenn bei der Platte die nächste Schneidkante zum Einsatz kommt.
  • Kernstück des Mill 16 ist eine oktogonale, 2-seitige Wendeschneidplatte mit 16 effektiven Schneidkanten. Dadurch werden die Werkzeugkosten pro Werkstück äußerst gering gehalten. Die Oberseite jeder Schneidkante verfügt über einen Spanbrecher für positive Spanwinkel und eine verbesserte Spankontrolle. Auch die angefaste Kantenausführung der Klemmkeile trägt zu einer verbesserten Spanabfuhr bei.
  • Der Mill 16 ist mit einem Durchmesser von 50mm-250mm verfügbar. Die maximale axiale Schnitttiefe (AP1) wird mit 5,5 mm angegeben. Möglich sind allerdings Schnitttiefen von 9 mm oder mehr – ein Faktor, der beim Zerspanen von Gusseisen mit wechselndem Aufmaß eine Rolle spielt. Aufgrund der geringen Schnittkräfte des Fräsers ist ein radialer Eingriff von 100% möglich. Alle Fräser verfügen über eine interne Kühlmittelzufuhr.
  • Neu ist auch die Hartmetall-Ausführung. Bei Kennametals Hartmetallsorte KCK20 wird auf ein verschleißfestes Substrat eine dicke PVD-AlTiN/AlTiCrN-Beschichtung aufgebracht. Dadurch erhöht sich die durchschnittliche Werkzeugstandzeit im Vergleich zu Sorten mit TiAlN-Beschichtung um 30%.
  • Dank der großen Auswahl an Schneidkantenausführungen und -formen sowie der verschiedenen Eckenradien und zahlreichen neuen Schneidstoffsorten eignet sich der Mill 16 von der Schruppbearbeitung bis hin zum Vorschlichten für die unterschiedlichsten Zerspanungsbedingungen. Durch die in der Schneidplatte integrierte Schlichtfase werden beim Feinschlichten Oberflächengüten von Ra 3,2µm erreicht.
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Bei der Schlichtbearbeitung dieser Werkstoffplatten aus Kugelgraphitguss konnten die Werkzeugstandzeit und die Vorschübe mit dem Mill 16 verdoppelt werden

Feldversuche haben durchweg positive Ergebnisse erbracht. Bei der Trockenbearbeitung einer Platte aus Kugelgraphitguss mit dem Mill 16 wurden die Vorschübe um 41% erhöht, die Standzeit verdoppelte sich. Ein Getriebegehäuse aus Grauguss wurde mit einem Vorschub von 0,39 mm/Platte und einer Schnittgeschwindigkeit von 208m/min gefräst. Dies führte im Vergleich zu herkömmlichen Werkzeugen zu einer verringerten Spindelbelastung und einer geringfügig längeren Werkzeugstandzeit. Bei der Bearbeitung eines Pumpengehäuses konnten das Zerspanungsvolumen und die Werkzeugstandzeit auf den Mill 16 sogar mehr als verdoppelt werden.

Es ließen sich noch weitere Beispiele anführen. Campos sagt, er habe eng mit Autoherstellern und deren Zulieferern zusammengearbeitet, und in allen Fällen habe der Mill 16 bessere Leistungen erbracht als die Werkzeuge der Wettbewerber. «Wir messen die Schnittkräfte, wir nehmen Videos auf und führen Werkzeugvergleichstests durch. Wenn wir sagen, dass wir eine um 20% höhere Werkzeugstandzeit oder ein um 50% größeres Zerspanungsvolumen als der Wettbewerb erreichen, dann können Sie sicher sein, dass es stimmt. Wir bei Kennametal freuen uns, dass wir unseren Kunden mit dem Mill 16 ein so gutes Werkzeug für die Bearbeitung von Gusseisen mit Vermiculargraphit und anderen Gusseisensorten anbieten können.»

Kontakt:

www.kennametal.com