Von der Gewindesteigung auch nur leicht abweichende Vorschübe der Z-Achse führen zu einem Überschneiden des Werkzeuges im Werkstück. Dadurch werden die geschnittenen Gewinde zu groß und unbrauchbar. Damit ein Gewinde passgenau gefertigt werden kann, darf das Werkzeug bei der Herstellung weder mit zu hohem noch mit zu niedrigem Vorschub in das Werkstück geführt werden.
Zwar besitzen synchronisierte Maschinen einen automatischen Abgleich, der den axialen Vorschub mit der Umdrehung der Spindel synchronisiert, allerdings treten insbesondere bei der Umkehr der Rotationsrichtung am Gewindegrund kleinste Abweichungen auf. Schnittfehler, erhöhter Verschleiß und schlechte Gewindeoberflächen sind die Folge.
Außerdem steht das Werkzeug bei diesem Prozess an bestimmten Punkten unter enormem Stress. „Wenn der Bohrer am Bohrgrund die Richtung wechselt, treten extreme Drehmomentbelastungen auf“, erklärt Markus Westermann, Sales Director Europe bei der KATO Mfg. Co., Ltd. „An diesem Punkt entsteht auch die höchste punktuelle Beanspruchung auf das Bohrfutter und den Bohrer selbst.“ Können entstehende Synchronisationsfehler nicht oder nicht ausreichend kompensiert werden, wird das Werkzeug mit einem Steigungsfehler geführt. Der Bohrer verschleißt bereits nach wenigen Einsätzen – die Standzeit verkürzt sich stark.
Deshalb hat das japanische Traditionsunternehmen KATO Mfg. Co., Ltd. ein Gewindeschneidfutter entwickelt, das dank einer speziellen Mikrokompensation bis maximal 0,5 mm in beide Richtungen – also auf Druck und auf Zug – Synchronisierungsfehler kompensiert und den Gewindebohrer dennoch innerhalb der Nennsteigung führt. Dadurch ist es ideal für hohe Schnittgeschwindigkeiten sowie für das Fertigen sehr genauer Gewinde geeignet.
Je nach Ausführung lassen sich die verschiedenen Modelle mit speziellen Werkzeugaufnahmen versehen. Es können sowohl Spannzangen als auch zwei verschiedene Schnellwechsel-Adapter eingesetzt werden. Eine Besonderheit von Kato sind die Schnellwechseladapter in verschiedenen Längen. Mit ihnen werden auch tiefliegende Bohrungen erreicht – zum Beispiel bei Störkonturen.
Kompensation um bis zu 0,5 mm
Die sogenannten Micro-Floating Tapper von KATO verfügen über speziell für diese Anwendung entwickelte Polymerscheiben, die eine lineare Kompensation in beide Richtungen ermöglichen, sodass axiale Vorschubfehler beim Vorwärts- und Rückwärtsfahren um bis zu 0,5 mm korrigiert, beziehungsweise kompensiert werden.
„Insbesondere an den kritischen Punkten, wenn der Bohrer am Gewindegrund auf kürzester Strecke und in Sekundenbruchteilen von maximaler Drehzahl auf null abgebremst wird, um dann die Drehrichtung zu wechseln, und wieder in entgegengesetzter Rotationsrichtung auf maximale Drehzahl beschleunigt wird, lassen sich die enormen Kräfte abfangen“, erläutert Westermann. „So wird die Belastung auf das Werkzeug und die Maschine stark reduziert.“ Das ist vor allem bei sehr kleinen Gewinden und hoher Taktung ein erheblicher Vorteil und gewährleistet gleichbleibend präzise Ergebnisse.
Die Futter sind standardmäßig für einen Gewindebereich von M4 bis M12 ausgelegt. Darüber hinaus bietet KATO auch konventionelle Ausgleichsfutter für Gewinde vom M1 bis M100 an. Weiterhin sind sämtliche Varianten als Schnellwechselfutter erhältlich, wodurch das Handling vereinfacht und Werkzeugwechselzeiten verkürzt werden. Die Kombination aus einfachem Handling und effizienter Mikrokompensation in beiden Richtungen führt so zu einer signifikanten Produktivitätserhöhung. Je nach Konfiguration lässt sich laut KATO diese im Vergleich zu herkömmlichen Ausgleichs-Futtern um bis zu 30 Prozent steigern.
Störkonturen dank Adapter kein Problem
Oft weisen Werkstücke Störkonturen auf, die ein Erreichen der Gewindebohrung erschweren. KATO bietet hierfür Verlängerungen in verschiedenen Längen an, die auf die Gewindeschneidfutter gesteckt oder geschraubt werden. „Durch die speziellen Adapter erreicht das Werkzeug auch tiefliegende Bohrungen sehr stabil und mit äußerst genauem Rundlauf“, erklärt Westermann.
Die Verlängerungen lassen sich mit nur wenigen Handgriffen auf das Futter setzen, wodurch der Wechsel zwischen verschiedenen Längen schnell möglich ist. Außerdem sind einige Modelle mit einer speziellen Innenkühlung versehen, damit das Kühlschmiermittel punktgenau die Werkzeugschneide erreicht, was wiederum die Standzeit positiv beeinflusst. „Diese Verbindung aus punktgenauer Kühlung und hochpräziser Kompensation zeichnet KATO aus und sorgt für hohe Zuverlässigkeit, schnelles Arbeiten, saubere Gewinde und lange Standzeiten“, resümiert Westermann.
Die KATO Mfg. Co., Ltd. auf der EMO 2019 in Halle 05, Stand A34.
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