Effizient in die Tiefe

Unkenntnis, veraltete Faustformeln oder auch Anwenderfehler können in der Praxis häufig zu Problemen in Bearbeitungsprozessen führen. Das Unternehmen OSG Deutschland veranstaltet deshalb derzeit Workshops, die sich mit dem Tieflochbohren und der Gewindeherstellung beschäftigen. Das Aufzeigen möglicher Fehler, deren Abhilfe sowie neue Bearbeitungsstrategien sollen dazu beitragen, in diesem Bereich künftig noch effizienter zu werden.

Das Tieflochbohren gilt als äußerst sensibeler Bearbeitungsprozess. So kommt es unter anderem mit zunehmender Bohrtiefe immer wieder zu Problemen bei der Spanbildung, Spanabfuhr, der Werkzeugbeanspruchung sowie der Prozesssicherheit. Dass es aber in der Praxis schon beim Anfahren des Bohrers zu ersten Problemen kommen kann, erstaunt fast ein wenig. Der Bohrer ist horizontal eingespannt und erhält so eine leichte Durchbiegung. Beschleunigt man nun die Maschine mit eingespanntem Bohrer auf 3.000 min-1, kommt es unweigerlich zu enormen Schwingung des Bohrers. Ein exaktes Bohren wird so unmöglich. Beträgt die Drehzahl des Bohrers dagegen nur 500 min-1, fährt damit in die Bohrung und beschleunigt dann weiter, gibt es das Problem nicht mehr. So lapidar die Lösung auch klingen mag, in den Workshops von OSG zeigt sich bei Anwendern aus allen Industriezweigen, dass man nicht alles als selbstverständlich voraussetzen kann. Als ein häufig auftretendes aber auch ernsthaftes Problem gilt die Spanbildung bzw. die Späneabfuhr beim Tieflochbohren. Ansätze dieses Problem in den Griff zubekommen, gibt es von Seiten der Werkzeughersteller zahlreiche. Mit der neuen FTO-Serie geht zumindest OSG hier deshalb jetzt völlig neue Wege. So setzt man auf die neue WD1-Beschichtung und vier Margin-Führungsfasen. Die neue Beschichtung wurde notwendig, weil immer mehr Anwender zur Minimalmengenschmierung und gleichzeitig zur Bearbeitung von Oberflächengehärteten Materialien übergehen. Während herkömmliche TiAlNi-Beschichtungen bis zirka 600°-700° C wärmestabil sind, liegt die der WD1-Beschichtung bei 1.300°C. Da die Beschichtung als Multi-Layer aufgebaut ist, wird auch deren Dynamik entscheidend verbessert. Während bei Mono-Layer Beschichtungen Mikroausbrüche (die bei jedem Zerspanungswerkzeug entstehen) sofort auf das Grundsubstrat durchschlagen, wird dies durch mehrere Lagen kompensiert.

Die vier Margin-Führungsfasen dagegen verfügen über eine optimale Geradlinigkeit (Genauigkeit) als beispielsweise zwei Fasen. OSG arbeitet allerdings zudem mit einer speziellen Nutgeometrie. So bricht durch den kleinen Spanformradius der Span besser. Eine bessere Spanabfuhr wird aber zusätzlich auch durch die Verjüngung der Stollenbreite und somit einen größeren Spanraum erreicht. Ein weiterer Aspekt ist die Minimierung der Reibung. Das heißt, bei der Beschichtung des Bohrers entstehen Troplets, die den Spänefluss „bremsen". OSG führt deshalb ein Finishing der Oberfläche durch und erreicht so eine absolut glatte Struktur für einen reibungslosen Späneabtransport. Neben dem Thema Späne ist beim Tieflochbohren allerdings auch noch die Werkzeugbeanspruchung entsprechend zu berücksichtigen. Umso gleichmäßiger die Schneidenbelastung, umso homogener verläuft der Schnitt. Deshalb ist es, wie bei OSG praktiziert von enormer Bedeutung die Schneidenphase klar definiert herzustellen.

Bei unterbrochenen Schnitten - wie beispielsweise durch Querbohrungen - dagegen kommt es unweigerlich zu Schlagbelastungen auf den Bohrer. Abhilfe schaffen hier eine hohe Shock-Festigkeit oder auch die bereits erwähnten Multi-Layer Beschichtungen.